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Posté par Isabelle le Jeudi 19/05/2016 à 12:00
Augmenter les échanges hippocampe-cortex améliore la mémoire

Illustration: Wikimedia Commons
Pour la première fois, des chercheurs du Centre interdisciplinaire de recherche en biologie (CNRS/Inserm/Collège de France) ont établi la preuve directe que la mémorisation à long terme des souvenirs implique un échange pendant le sommeil (Le sommeil est un état naturel récurrent de perte de conscience (mais sans perte de la réception sensitive) du monde extérieur,...) entre deux structures 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 constitue le...), l'hippocampe et le cortex (En biologie, le cortex (mot latin signifiant écorce) désigne la couche superficielle ou périphérique d'un tissu organique.): en augmentant cet échange, ils ont réussi à provoquer la mémorisation (D'une manière générale, la mémoire est le stockage de l'information. C'est aussi le souvenir d'une information.) de souvenirs qui sinon auraient été oubliés. Ces travaux sont publiés dans la revue Nature Neuroscience le 16 mai 2016.

Depuis les années 1950, les principales théories de la mémoire (D'une manière générale, la mémoire est le stockage de l'information. C'est aussi le souvenir d'une information.) postulent que les souvenirs sont initialement formés dans l'hippocampe, et progressivement transférés dans le cortex pour le stockage à long terme. Bien qu'étayée par de nombreux travaux expérimentaux, cette hypothèse n'avait jamais encore été directement validée.

Afin de prouver cette hypothèse, les chercheurs ont d'abord enregistré l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) de l'hippocampe et du cortex pendant le sommeil. Ils ont constaté qu'il y avait une corrélation entre des ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière.) observées dans ces deux structures: lorsque l'hippocampe émet des ondulations, le cortex émet à son tour des ondes delta et des fuseaux de sommeil, comme en une série de questions-réponses. Pour établir un lien avec la mémoire, les chercheurs ont ensuite entraîné des rats à mémoriser les positions de deux objets identiques dans une pièce. Le lendemain, lors du test, un objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une étiquette...) avait été déplacé et les rats devaient déterminer lequel. Les rats réussissaient le test s'ils avaient passé (Le passé est d'abord un concept lié au temps : il est constitué de l'ensemble des configurations successives du monde et s'oppose au futur sur une échelle des temps centrée sur le présent....) 20 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, levée sur le terrain. Unités et...) sur place le premier jour (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 éclairent le ciel. Son début (par...), mais ils échouaient s'ils n'étaient restés que 3 minutes. Cette différence se reflétait également dans les couplages entre hippocampe et cortex pendant le sommeil juste après la première exploration (L'exploration est le fait de chercher avec l'intention de découvrir quelque chose d'inconnu.): ils étaient plus importants chez les rats qui réussissaient le test le lendemain. Restait à prouver que ces couplages étaient bien la cause de la mémorisation.

Les chercheurs ont alors mis au point (Graphie) un dispositif permettant de détecter en temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) réel les ondulations de l'hippocampe et de déclencher aussitôt des ondes delta et des fuseaux de sommeil dans le cortex, c'est-à-dire de produire à volonté des couplages entre ces deux structures. Ils ont utilisé ce dispositif chez des rats entraînés pendant seulement 3 minutes le premier jour, et qui n'étaient donc pas censés se souvenir de l'emplacement des objets le lendemain: ces rats ont alors parfaitement réussi le test. Au contraire, si un délai (Un délai est d'après le Wiktionnaire, « un temps accordé pour faire une chose, ou à l’expiration duquel on sera tenu de faire une certaine chose.  ».) variable (En mathématiques et en logique, une variable est représentée par un symbole. Elle est utilisée pour marquer un rôle dans une formule, un prédicat ou un algorithme. En...) était introduit entre les ondes hippocampiques et corticales, l'effet disparaissait.

Pour mieux comprendre les mécanismes en jeu, les chercheurs ont également enregistré l'activité du cortex pendant l'apprentissage (L’apprentissage est l'acquisition de savoir-faire, c'est-à-dire le processus d’acquisition de pratiques, de connaissances,...), le sommeil et le test. Ils ont constaté que certains neurones changeaient leur activité lors du couplage au cours du sommeil, et que le lendemain le cortex répondait à la tâche en s'activant davantage près de l'objet déplacé.

Ces travaux, en démontrant les mécanismes de la mémorisation à long terme, pourraient permettre de mieux comprendre certains troubles de mémorisation chez l'homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo sapiens) ou plus simplement « Homme ». Par...). On pourrait ainsi envisager de pallier certains déficits de mémoire, s'ils relèvent du même mécanisme que celui étudié. Cependant, avant toute mise en application clinique, il faudra impérativement résoudre les questions éthiques liées à ces techniques et les affiner pour pouvoir agir sélectivement sur les souvenirs que l'on souhaite renforcer. Le but de l'équipe est maintenant de mieux comprendre les échanges d'informations entre l'hippocampe et le cortex, notamment lorsque plusieurs souvenirs doivent être mémorisés ou non.

Pour plus d'information voir:
- Hippocampo-cortical coupling mediates memory consolidation during sleep. Nicolas Maingret, Gabrielle Girardeau, Ralitsa Todorova, Marie Goutierre, Michaël Zugaro. Nature Neuroscience, le 16 mai 2016.DOI: 10.1038/nn.4304.

Contacts:
- 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 recherche sont diversifiés et...) CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) Michaël Zugaro
- Presse CNRS Alexiane Agullo


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Source: CNRS