La fonction d’un motoneurone est de transmettre un signal électrique à un muscle, le déclenchant soit pour se contracter, soit pour se détendre. Chez les animaux vertébrés, y compris les humains, le mouvement de la structure squelettique interne articulée est activé en coordonnant les contractions des nombreux muscles qui y sont attachés. Seul le cerveau est capable de cette coordination complexe, et la signalisation électrique est sans doute le seul moyen assez rapide pour transmettre ses instructions à des muscles éloignés. Le milieu de livraison sont des cellules électriquement excitables appelées neurones.
Un motoneurone, parfois combiné au terme singulier de motoneurone, est une cellule nerveuse. Sa structure de base comprend un récepteur à une extrémité et un émetteur à l’autre, reliés par un corps allongé appelé axone, dont certains peuvent mesurer 39 m de long chez l’homme. Des chaînes de cellules nerveuses, bout à bout, sont regroupées en fibres nerveuses qui vont du cerveau aux muscles des doigts et plus loin.
Le système nerveux humain est composé d’un réseau ramifié de fibres nerveuses pénétrant dans tout le corps et le système nerveux central, à savoir le cerveau et la moelle épinière. Tous sont constitués de divers neurones spécialisés. Un motoneurone se définit par sa fonction efférente : il éloigne les signaux du système nerveux central. En revanche, les nerfs afférents transportant des signaux vers la moelle épinière et le cerveau sont appelés neurones sensoriels. Tous les mouvements moteurs ne sont pas commandés et contrôlés par le cerveau ; le réflexe rotulien automatique, par exemple, provient de la moelle épinière jusqu’aux muscles de la cuisse.
Il convient également de noter qu’il existe d’autres types de muscles en plus des longs faisceaux striés attachés au squelette. Les muscles cardiaques du cœur sont spécialisés pour se contracter rythmiquement. Les muscles lisses, tels que ceux qui propulsent les aliments dans le tube digestif, sont spécialisés pour se contracter uniformément en fonction de leurs différentes formes, comme les sphincters et les tubes. S’il s’agit d’activités musculaires en grande partie involontaires, elles sont néanmoins sous la commande régulatrice du cerveau, qui est envoyée via les motoneurones. Ceux qui contrôlent les muscles squelettiques volontaires sont appelés somatiques ; Les muscles cardiaques et lisses sont contrôlés par des motoneurones appelés viscéraux.
Les humains ne peuvent pas être rechargés avec une prise murale électrique, la tâche d’un motoneurone est donc de créer de l’électricité et de transmettre la charge au neurone suivant, et au suivant, jusqu’à ce que le neurone terminal décharge l’électricité vers le tissu musculaire. Ceci est réalisé grâce à la signalisation chimique. À son extrémité réceptrice, et dans une moindre mesure à son extrémité de transmission, la cellule nerveuse étend un réseau de filaments appelés dendrites qui entrent en contact avec les neurones adjacents. Leurs membranes cellulaires ont des canaux moléculaires à travers lesquels une comparaison des concentrations intracellulaires et extracellulaires d’éléments ioniques ou chargés, y compris le potassium, est effectuée. Lorsque la différence atteint un point de basculement, la cellule génère une impulsion électrique appelée potentiel d’action qui accélère son axone et active ses dendrites terminales.
La stimulation électrique des dendrites libère un neurotransmetteur chimique appelé acétylcholine qui comble le fossé microscopique entre les deux neurones connectés, ainsi que le fossé entre une cellule nerveuse et une cellule musculaire. La classe de composés appelés noradrénaline est un autre neurotransmetteur connu. En effet, ces composés ouvrent les canaux ioniques qui permettent à une cellule d’évaluer la différence de charge et de décider si elle doit déclencher sa propre impulsion électrique plus loin dans le système nerveux. Les cellules musculaires squelettiques sont dotées à leur extrémité de récepteurs d’acétylcholine dont l’activation positive induit la contraction respiratoire de la cellule.
La fonction d’un motoneurone est parfaitement adaptée à la fonction des muscles. Le signal électrique qu’ils transmettent est soit positif, soit négatif. Les muscles ont également un état binaire : se contracter ou se détendre.