Les résultats suggèrent que l’activité d’une cellule du cerveau permet de déterminer si elle sera impliquée dans la rétention d’un souvenir.
Comprendre comment et où les souvenirs sont normalement stockés dans le cerveau est une des clés du développement de nouveaux traitements pour les troubles de la mémoire. La formation de la mémoire se ferait par le renforcement de connexions entre les cellules du cerveau (neurones) pour former un souvenir. Dans une nouvelle étude menée à The Hospital for Sick Children (SickKids), des chercheurs ont découvert un facteur important qui détermine quels neurones précisément sont choisis pour stocker un souvenir donné et où ce souvenir est stocké. L’étude est publiée dans l’édition en ligne du 6 août de Neuron.
Bien que le cerveau humain contienne plus de 100 milliards de neurones, les données montrent que chaque souvenir est pris en charge par un petit sous-ensemble unique de neurones. Les scientifiques se sont longtemps demandé comment un neurone était choisi plutôt qu’un autre pour participer à une trace de mémoire en particulier.
«Notre étude montre que les neurones compétitionnent pour le recrutement dans un souvenir. Les cellules qui gagnent, et qui font partie du souvenir, sont celles qui sont les plus actives, ou excitables, immédiatement avant l’événement à retenir », explique le Dr Sheena Josselyn, scientifique principale en neurosciences et santé mentale à l’hôpital SickKids et professeure agrégée aux départements de psychologie et de physiologie à l’Université de Toronto.
L’équipe de recherche a utilisé plusieurs techniques pour manipuler l’excitabilité d’une poignée de cellules dans le cerveau de rongeurs et a constaté que les cellules qui étaient plus actives étaient plus susceptibles de devenir liées et de faire partie du réseau de neuronal de stockage d’un souvenir.
«Cette idée que l’excitabilité de la cellule soit un facteur important dans la formation de souvenirs nous ramène au travail de pionnier du psychologue canadien Donald O. Hebb. Les idées influentes de Hebb sur les mécanismes de formation de souvenirs dans le cerveau ont mené au concept que les neurones qui se déclenchent ensemble se lient ensemble («neurons that fire together wire together»), souligne le Dr Paul Frankland, scientifique principal en neurosciences et santé mentale à l’hôpital SickKids et professeur agrégé aux départements de psychologie et physiologie de l’université de Toronto.
Comme moyen d’examiner la mémoire, les chercheurs ont utilisé un conditionnement pavlovien pour entraîner des rongeurs à associer un son avec un stimulus aversif. Lorsqu’on leur a présenté le même son dans un nouveau contexte, ces rongeurs présentaient des réponses montrant qu’ils avaient appris et retenu cette association. Curieusement, l’étude montre également que l’activation artificielle de ces cellules excitables suffisait à elle seule à induire la récupération du souvenir; c’est-à-dire que les rongeurs ont réagi comme si le son avaient été entendu quand les cellules étaient activées artificiellement. Ainsi, l’activation artificielle des cellules était suffisante au rappel du souvenir chez les rongeurs.
La Dre Josselyn explique que cette conclusion n’est pas sans rappeler les premiers rapports du neurochirurgien canadien Wilder Penfield, qui, pendant des chirurgies pour l’épilepsie dans les années 1940, a montré que la stimulation directe du cerveau provoquait parfois chez des patients humains le rappel d’événements passés.
Plus de 30 millions de Nord-Américains souffrent d’une trouble de l’apprentissage ou de la mémoire cliniquement reconnu. «De l’affaiblissement progressif de la mémoire avec l’âge aux ravages de la maladie d’Alzheimer, les troubles de la mémoire sont également une caractéristique d’importantes maladies mentales comme la schizophrénie et la dépression. Afin de développer de nouvelles stratégies de traitement ou de prévention, les mécanismes sous-jacents la formation normale de souvenirs doivent être compris », souligne la Dre Josselyn.
Ce travail a été financé par: Instituts de recherche en santé du Canada (IRSC), Brain and Behavior Foundation (NARSAD), EJLB Foundation, Société Alzheimer du Canada, Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG), Restracomp Fellowships, la Fondation SickKids.
Source du texte: Hospital for Sick Children (SickKids)
Traduction: CAN-ACN
Article de recherche original:
Yiu AP, Mercaldo V, Yan C, Richards B, Rashid AJ, Hsiang HL, Pressey J, Mahadevan V, Tran MM, Kushner SA, Woodin MA, Frankland PW, Josselyn SA. Neurons Are Recruited to a Memory Trace Based on Relative Neuronal Excitability
Immediately before Training. Neuron. 2014 Aug 6;83(3):722-735. doi: 10.1016/j.neuron.2014.07.017.
