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Posté par Adrien le Lundi 18/04/2011 à 00:00
Des souvenirs étiquetés pour une mémoire à long terme
Comment nos souvenirs sont-ils conservés sur le long terme ? Dans un article publié le 18 février 2011 dans Science, des chercheurs de l'Institut des Maladies Neurodégénératives (CNRS/Universités Bordeaux 1 et 2) viennent de révéler que dès l'encodage d'un souvenir, les neurones du cortex (En biologie, le cortex (mot latin signifiant écorce) désigne la couche superficielle ou périphérique d'un tissu organique.) doivent passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) par un processus d'étiquetage précoce pour permettre, dans les semaines qui suivent, l'intégration progressive et la stabilisation durable de ce souvenir.


Lors du stockage à long terme d'informations olfactives, de nouvelles synapses (en vert) se développent sur les neurones (en bleu) du cortex orbitofrontal. © IMN, B. Bontempi

Nos souvenirs ne sont pas acquis dans leur forme définitive au moment de l'encodage. Ils doivent subir un processus de « consolidation mnésique » pour acquérir une stabilité dans le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.). A l'aide d'une approche par imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui représentent des êtres ou des choses. La fabrication se faisait jadis soit...) cérébrale fonctionnelle (En mathématiques, le terme fonctionnelle se réfère à certaines fonctions. Initialement, le terme désignait les fonctions qui en...) chez la souris (Le terme souris est un nom vernaculaire ambigu qui peut désigner, pour les francophones, avant tout l’espèce commune Mus musculus, connue aussi...), l'équipe de Bruno Bontempi à l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter...) des Maladies Neurodégénératives (IMN) a déjà montré que l'hippocampe est nécessaire à la formation initiale des souvenirs. Cette région sous-corticale du 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 motricité volontaire, et...) ne constitue pas pour autant un site de stockage définitif ; ce sont au contraire des zones spécifiques du cortex qui permettent la conservation des souvenirs sur le long terme . Mais comment l'hippocampe parvient-il à orchestrer de façon adéquate le stockage de nos souvenirs au niveau cortical après un apprentissage (L’apprentissage est l'acquisition de savoir-faire, c'est-à-dire le processus d’acquisition de pratiques, de connaissances, compétences,...) ?

Dans le but de disséquer précisément la cinétique du dialogue (Le dialogue est une communication entre deux ou plusieurs personnes ou groupes de personnes. Il doit y avoir au minimum un émetteur et un récepteur. Une donnée émise, c'est le message. Un code, c'est la...) entre l'hippocampe et le néocortex requis pour la consolidation de la mémoire, des rats ont été soumis à une tâche de transmission sociale de préférence alimentaire, dans laquelle un animal (Un animal (du latin animus, esprit, ou principe vital) est, selon la classification classique, un être vivant hétérotrophe, c’est-à-dire qu’il se nourrit de substances...) naïf « observateur » interagit avec un 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...) « démonstrateur » qui a préalablement consommé de la nourriture aromatisée (par exemple du cumin). Une interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action...) brève d'une trentaine de minutes ( Forme première d'un document : Droit : une minute est l'original d'un acte. Cartographie géologique ; la minute de terrain est la carte originale, au crayon,...) est suffisante pour permettre au rat observateur d'effectuer une association entre différents éléments chimiques présents dans l'haleine (L'haleine est l'air qui est chassé des poumons d'un sujet au moment de l'expiration, et qui s'exhale par la bouche.) du démonstrateur et l'odeur de cumin, lui garantissant que cette nourriture aromatisée est comestible et sans danger. Lorsque le rat observateur est soumis ultérieurement à un choix entre deux nourritures aromatisées (du cumin et du thym), il exprime alors la mémoire de l'association, en choisissant préférentiellement la nourriture familière consommée par le démonstrateur .

Grâce à une étude par imagerie cellulaire du niveau d'activité neuronale, couplée à une approche pharmacologique d'inactivation transitoire, les scientifiques ont d'abord mis en évidence le rôle crucial du cortex orbitofrontal dans le rappel d'informations anciennes (délai de 30 jours), mais pas récentes (délai de 1 jour). Ils ont ensuite montré que le stockage de la mémoire olfactive de nature associative dans cette région cérébrale s'accompagne de changements progressifs de l'architecture (L’architecture peut se définir comme l’art de bâtir des édifices.) des réseaux neuronaux, comme l'augmentation du nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) d'épines dendritiques et la formation de nouvelles synapses. Par ailleurs, un dialogue entre l'hippocampe et le cortex orbitofrontal s'est révélé crucial dans les 15 jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil...) (période précoce) qui suivent l'interaction sociale. Passé ce délai, l'inactivation tardive de l'hippocampe s'avère sans effet sur la performance lors du rappel à 30 jours. Parallèlement, l'inactivation chronique du cortex orbitofrontal au cours de la période précoce a entraîné les mêmes effets délétères à long terme sur les performances mnésiques et sur la plasticité structurale dans cette région. Ces résultats font ressortir l'importance d'une activité précoce conjointe de l'hippocampe et des régions corticales dans le processus de stabilisation des souvenirs à long terme.

Dans une seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une unité de mesure du temps. La seconde d'arc...) série d'expériences, une inactivation pharmacologique du cortex orbitofrontal au moment de l'interaction sociale a perturbé le rappel à 30 jours et empêché la plasticité structurale au sein (Le sein (du latin sinus, « courbure, sinuosité, pli ») ou la poitrine dans son ensemble, constitue la région ventrale...) des réseaux neuronaux corticaux, normalement associée au stockage à long terme des informations olfactives. Par contre, aucun effet délétère n'a été observé à court terme (délai de 7 jours). Ces résultats indiquent que le cortex orbitofrontal n'est pas nécessaire à l'acquisition (En général l'acquisition est l'action qui consiste à obtenir une information ou à acquérir un bien.) de la tâche de transmission sociale, mais qu'un processus d'étiquetage précoce des assemblées neuronales dans cette région est nécessaire à la formation de la mémoire à long terme. Sur le plan cellulaire, des injections de différents agents pharmacologiques dans le cortex orbitofrontal ont montré que ce processus requiert l'activation (Activation peut faire référence à :) de récepteurs et de voies de signalisation intracellulaire spécifiques, ainsi que l'acétylation des protéines histones impliquées dans la régulation de l'état transcriptionnel de la chromatine. En modifiant leur état d'acétylation, les chercheurs sont parvenus à moduler le rappel à long terme des informations olfactives de nature associatives. Enfin, ils ont pu mettre en évidence que le processus d'étiquetage cortical est spécifique de l'information encodée et capable de moduler la persistance ( Persistance (statistiques) Persistance (informatique) en peinture : La Persistance de la mémoire (1931) en médecine : la persistance du canal artériel...) de la mémoire en modifiant la cinétique temporelle d'activation de l'interface (Une interface est une zone, réelle ou virtuelle qui sépare deux éléments. L’interface désigne ainsi ce que chaque élément a besoin de connaître de l’autre pour pouvoir...) hippocampo-corticale.

Ainsi, ces expériences identifient l'étiquetage neuronal précoce des réseaux corticaux comme étant un processus neurobiologique capital pour la formation de la mémoire à long terme. Bien que l'identité moléculaire des étiquettes corticales reste à préciser, ces travaux ouvrent des perspectives intéressantes quant à l'existence de nouvelles cibles thérapeutiques et au développement de nouveaux traitements, qui visent à palier les déficits cognitifs observés dans les maladies neurodégénératives ou psychiatriques.

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Source: CNRS-INSB
 
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