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Posté par Adrien le Lundi 18/09/2017 à 00:00
Mobilité des récepteurs synaptiques: découverte d'un nouveau mécanisme du contrôle de la mémoire
Des chercheurs bordelais viennent de découvrir un nouveau mécanisme permettant le stockage de l'information dans les synapses ainsi qu'un moyen de contrôler ce stockage. Une découverte qui lève un peu plus le voile sur le grand mystère des mécanismes moléculaires de la mémoire ainsi que sur les processus d'apprentissage (L’apprentissage est l'acquisition de savoir-faire, c'est-à-dire le processus d’acquisition de pratiques, de connaissances, compétences, d'attitudes ou...). Ces travaux, menés principalement par des chercheurs de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) interdisciplinaire (Un travail interdisciplinaire intègre des concepts provenant de différentes disciplines.) des neurosciences (Les neurosciences correspondent à l'ensemble de toutes les disciplines biologiques et médicales qui étudient tous les aspects, tant normaux que pathologiques, des neurones et du système nerveux.) (CNRS/Université de Bordeaux) et du Bordeaux Imaging Center (CNRS/Université de Bordeaux/Inserm) (1), sont publiés le 13 septembre 2017 dans Nature.


Marquage d'un récepteur de puits d'endocytose, processus de transport de molécules vers l'intérieur de la cellule.
© Jennifer PETERSEN/Daniel CHOQUET/IINS/CNRS Photothèque.

Les neurones communiquent entre eux par l'intermédiaire de plus d'un million (Un million (1 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf mille neuf cent quatre-vingt-dix-neuf (999 999) et qui précède un million un...) de milliards de synapses, de toutes petites structures de la taille d'un dixième de cheveu, au fonctionnement extrêmement complexe. Le processus de plasticité synaptique, c'est-à-dire le fait que la synapse adapte son fonctionnement à l'activité neuronale, a été découvert il y a presque 50 ans et a conduit la communauté scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) à le proposer comme un élément fonctionnel primordial de la mémorisation et de l'apprentissage.

Les récepteurs de neurotransmetteurs – présents au niveau des synapses – jouent un rôle clé dans la diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de « distribution », de « mise à...) des messages nerveux. Il y a quelques années, l'équipe de chercheurs bordelais avait découvert que les récepteurs de neurotransmetteurs n'étaient pas immobiles comme on le pensait, mais au contraire en agitation (L’agitation est l'opération qui consiste à mélanger une phase ou plusieurs pour rendre une ou plusieurs de ces caractéristiques...) permanente. Ils avaient alors suggéré que le contrôle de cette agitation par l'activité neuronale pouvait être capable de moduler l'efficacité de la transmission synaptique en contrôlant le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de récepteurs présents à un instant (L'instant désigne le plus petit élément constitutif du temps. L'instant n'est pas intervalle de temps. Il ne peut donc être considéré comme une durée.) donné dans une synapse.


Trajectoires de récepteurs de neurotransmetteur suivis par détection de molécule unique à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois...) de neurone (Un neurone, ou cellule nerveuse, est une cellule excitable constituant l'unité fonctionnelle de base du système nerveux. Le terme de « neurone » fut introduit dans le...) d'hippocampe de rat (Le mot « rat » désigne en français, dans le langage vernaculaire certains mammifères rongeurs, le plus souvent du genre Rattus ou au moins de la famille des...) en culture (La définition que donne l'UNESCO de la culture est la suivante [1] :).
© Benjamin COMPANS/Daniel CHOQUET/IINS/CNRS Photothèque.

Dans ces nouveaux travaux, deux équipes sont allées plus loin dans la compréhension des mécanismes fondamentaux de stockage de l'information dans le cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite les informations en provenance des sens, contrôle de nombreuses fonctions du corps, dont la...). Les chercheurs ont combiné des techniques de chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des espaces d'investigations communs ou...), d'électrophysiologie et d'imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui représentent des êtres ou des choses. La...) à haute résolution pour mettre au point (Graphie) une méthode inédite d'immobilisation des récepteurs au niveau des synapses. Grâce à cette méthode, les mouvements des récepteurs sont stoppés, ce qui permet d'étudier l'impact de leur immobilisation sur l'activité cérébrale et les capacités d'apprentissage. Ils ont ainsi démontré que le mouvement des récepteurs est indispensable aux processus de plasticité synaptique en réponse à une activité neuronale intense.

Les chercheurs ont ensuite exploré le rôle direct de la plasticité des synapses dans l'apprentissage. En apprenant à des souris (Le terme souris est un nom vernaculaire ambigu qui peut désigner, pour les francophones, avant tout l’espèce commune Mus musculus, connue aussi comme animal...) à reconnaitre un environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine....) particulier, ils ont pu mettre en évidence que le gel du mouvement des récepteurs permet de bloquer l'acquisition (En général l'acquisition est l'action qui consiste à obtenir une information ou à acquérir un bien.) de cette forme de mémoire, démontrant ainsi l'implication de la plasticité synaptique dans ce processus.

Cette nouvelle découverte ouvre des perspectives pour le contrôle de la mémoire. Le protocole de mémorisation testé ici active une zone particulière du cerveau: l'hippocampe. Les chercheurs souhaitent maintenant déterminer si le mécanisme qu'ils ont découvert peut être généralisé à d'autres formes d'apprentissage et donc à d'autres zones du cerveau. D'un point de vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) plus technologique, de nouvelles méthodes d'immobilisation des récepteurs réversibles et sensibles à la lumière vont pouvoir être développées afin de mieux contrôler le processus.

Notes:

(1) En collaboration avec un chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de...) de l'Institut des maladies neurodégénératives (CNRS/Université de Bordeaux).


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Source: CNRS