Fabriquer des souvenirs de rats pour étudier la mémoire épisodique
Publié par Adrien le 19/06/2015 à 00:00
Source: CNRS-INSB
Des chercheurs du Centre de Recherche en Neurosciences de Lyon, en collaboration avec l'Institut des Neurosciences Paris-Saclay, proposent un modèle animal nouveau et original pour l'étude du substrat neuronal de la mémoire épisodique en démontrant que les rats sont capables de se souvenir à très long terme d'un événement épisodique vécu occasionnellement. Ces travaux mettent l'accent sur l'existence d'une variabilité interindividuelle du souvenir épisodique déjà connue 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 distinction, l'homme prépubère est appelé un garçon,...) et démontrent que le rappel de cette mémoire (D'une manière générale, la mémoire est le stockage de l'information. C'est aussi le souvenir d'une information.) dans son intégralité nécessite l'activation (Activation peut faire référence à :) conjointe de neurones de l'hippocampe et de régions du cortex (En biologie, le cortex (mot latin signifiant écorce) désigne la couche superficielle ou périphérique d'un tissu organique.) préfrontal. Cette étude est parue dans la revue Journal of Neuroscience.


Figure: A certains moments de leur vie routinière, les rats vont former des souvenirs épisodiques au travers de courtes expériences qu'ils vont se faire d'odeurs (What-Quoi) associées à une solution sucrée (+) ou amère (-) qu'ils rencontrent sur certains ports à odeurs (Where-Où) d'une enceinte expérimentale ( En art, il s'agit d'approches de création basées sur une remise en question des dogmes dominants tant sur le plan formel, esthétique, que sur le plan culturel et politique. ...) dont l'ambiance visuelle et sonore est différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des nombres pour mesurer l'éventuel défaut de dualité d'une application définie à l'aide de la trace, dans...) pour chaque épisode (In which context-Dans quel contexte) (photos du haut montrant l'enceinte expérimentale lors de 2 épisodes différents). Un 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...) ou un mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.) plus tard, les rats sont remis dans le contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le contexte d'un mot, d'une phrase ou d'un texte inclut les mots qui l'entourent. Le concept de contexte issu traditionnellement de l'analyse...) d'un épisode déjà vécu afin d'évaluer le contenu précis de leur souvenir. Après le test de rappel, l'analyse de l'expression de gènes (c-Fos ou Zif268) en immunohistochimie permet de détecter les aires (Aires (en espagnol, les airs) est une compagnie aérienne intérieure de Colombie.) cérébrales dont l'activation est associée au rappel de cette mémoire (photo du bas montrant des neurones de l'hippocampe activés lors du rappel épisodique).
© Alexandra Veyrac

Se souvenir des événements personnels de sa vie et pouvoir les revivre parfois dans le moindre détail contribue non seulement à notre construction en tant qu'individu (Le Wiktionnaire est un projet de dictionnaire libre et gratuit similaire à Wikipédia (tous deux sont soutenus par la fondation Wikimedia).) mais conditionne également notre relation aux autres. Cette capacité de notre 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...) à stocker des souvenirs et à les revivre en les restituant, même après bien des années, est connue depuis longtemps chez l'homme sous le nom de "mémoire épisodique". Chaque moment particulier de notre vie est ainsi composé de 3 types d'informations: ce qui s'est 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....), où, quand ou à quelle occasion. Ces informations, mémorisées comme un tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.), constituent la définition (Une définition est un discours qui dit ce qu'est une chose ou ce que signifie un nom. D'où la division entre les définitions réelles et les définitions...) d'un souvenir et sont encodées de façon plus ou moins fidèle dans nos circuits neuronaux.

Si on s'en tient à cette définition opérationnelle de la mémoire épisodique, il est légitime de penser que les animaux sont eux aussi capables de garder une trace (TRACE est un télescope spatial de la NASA conçu pour étudier la connexion entre le champ magnétique à petite échelle du Soleil et la...) d'un événement vécu. Pour autant, comment le tester chez des animaux sans langage ? Peuvent-ils le montrer au travers de leur comportement ? Deux équipes de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension...) du Centre de Recherche en Neurosciences de Lyon et du Centre de Neurosciences Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de la Seine, au centre du bassin parisien, entre les confluents de la Marne et de...) Sud-NeuroPSI d'Orsay proposent un nouveau modèle expérimental destiné à étudier chez l'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...) le substrat neuronal de cette mémoire si particulière.

Les chercheurs introduisent dans la vie routinière des rats des événements occasionnels mémorables et testent le souvenir qu'ils en gardent 24h ou un mois plus tard. L'originalité de l'étude est d'avoir utilisé chez le 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 muridés. Mais...) une tâche très similaire à celle proposée par l'équipe Lyonnaise pour étudier la mémoire épisodique chez l'homme.

L'un des résultats les plus marquants est la démonstration (En mathématiques, une démonstration permet d'établir une proposition à partir de propositions initiales, ou précédemment...) qu'il existe chez l'animal, comme chez l'homme, une variabilité individuelle importante du contenu du souvenir. Ainsi, pour un groupe de rats n'ayant été exposé que brièvement à deux épisodes distincts, un tiers des animaux est capable de se rappeler de toutes les informations composant l'événement vécu. Le reste du groupe se distribue en différents profils en fonction du type d'information rappelé. L'analyse du fonctionnement cérébral de chaque individu peut ensuite être mise en relation avec son profil de souvenir. Ainsi, l'étude montre que l'hippocampe est nécessaire au rappel de l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme...) de l'événement et que le souvenir est associé à l'activation d'un vaste réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets », c'est-à-dire un petit filet), on appelle...) neuronal au sein duquel une activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) conjointe du cortex préfrontal (région caudale du cortex cingulaire antérieur) et de l'hippocampe (gyrus denté) est positivement corrélée aux capacités des animaux à se souvenir de façon fidèle de l'événement vécu.

Ce modèle expérimental ainsi que les résultats obtenus offrent de nouvelles perspectives d'étude des mécanismes neuronaux, encore assez peu explorés, de cette forme complexe de mémoire dont l'intégrité est souvent mise à mal dans les maladies neurodégénératives.
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