Les neurones produisent des schémas rythmiques d’activité électrique ou d’oscillations dans le cerveau, principalement pilotés par la mémoire, selon une étude récente. Contrairement aux croyances antérieures, la recherche a montré que ces oscillations thêta dans l’hippocampe étaient plus fréquentes lorsque les individus se souvenaient d’événements plutôt que de les vivre, mettant en évidence la mémoire comme un moteur clé de l’activité thêta et offrant des voies potentielles pour traiter les lésions cérébrales et les déficiences cognitives.
Les résultats pourraient jeter les bases d’un traitement des troubles cognitifs et contribuer à améliorer la mémoire.
Les neurones créent des modèles d’activité électrique rythmés dans le cerveau. Une question urgente en neurosciences est celle du principal moteur de ces signaux rythmiques, appelés oscillations. Des chercheurs de l’Université d’Arizona ont découvert que le simple fait de se remémorer des événements pouvait déclencher ces oscillations, bien plus que de vivre les événements eux-mêmes.
La recherche, publiée dans la revue Neurone, spécifiquement axé sur les oscillations thêta. Celles-ci se produisent dans l’hippocampe du cerveau lors d’activités telles que l’exploration, la navigation et le sommeil. L’hippocampe joue un rôle crucial dans la capacité du cerveau à se souvenir du passé.
Avant cette étude, on pensait que l’environnement externe jouait un rôle plus important dans la conduite des oscillations thêta, a déclaré Arne Ekstrom, professeur de cognition et de systèmes neuronaux au département de psychologie de l’UArizona et auteur principal de l’étude. Mais Ekstrom et ses collaborateurs ont découvert que la mémoire générée dans le cerveau est le principal moteur de l’activité thêta.
« Étonnamment, nous avons constaté que les oscillations thêta chez les humains sont plus répandues lorsque quelqu’un se souvient simplement de choses, plutôt que lorsqu’il vit directement des événements », a déclaré l’auteur principal de l’étude, Sarah Seger, étudiante diplômée au Département de neurosciences.
Les résultats de l’étude pourraient avoir des implications pour le traitement des patients souffrant de lésions cérébrales et de troubles cognitifs, y compris les patients ayant subi des convulsions, un accident vasculaire cérébral et la maladie de Parkinson, a déclaré Ekstrom. La mémoire pourrait être utilisée pour créer des stimulations à partir du cerveau et provoquer des oscillations thêta, ce qui pourrait potentiellement conduire à des améliorations de la mémoire au fil du temps, a-t-il déclaré.
Les chercheurs de l’UArizona ont collaboré à l’étude avec des chercheurs du Southwestern Medical Center de l’Université du Texas à Dallas, dont le neurochirurgien Dr Brad Lega et la technicienne de recherche Jennifer Kriegel. Les chercheurs ont recruté 13 patients qui étaient suivis au centre en vue d’une intervention chirurgicale pour l’épilepsie. Dans le cadre de la surveillance, des électrodes ont été implantées dans le cerveau des patients pour détecter les crises occasionnelles. Les chercheurs ont enregistré les oscillations thêta dans l’hippocampe du cerveau.
Les patients ont participé à une expérience de réalité virtuelle, dans laquelle ils ont reçu un joystick pour naviguer vers les magasins d’une ville virtuelle sur un ordinateur. Lorsqu’ils sont arrivés à la bonne destination, l’expérience de réalité virtuelle a été interrompue. Les chercheurs ont demandé aux participants d’imaginer l’endroit où ils avaient commencé leur navigation et leur ont demandé de suivre mentalement l’itinéraire qu’ils venaient de parcourir. Les chercheurs ont ensuite comparé les oscillations thêta lors de la navigation initiale aux souvenirs ultérieurs de l’itinéraire des participants.
Au cours du processus de navigation réel à l’aide du joystick, les oscillations étaient moins fréquentes et de plus courte durée par rapport aux oscillations qui se produisaient lorsque les participants imaginaient simplement l’itinéraire. Ainsi, les chercheurs concluent que la mémoire est un puissant moteur des oscillations thêta chez l’homme.
Une façon de compenser une fonction cognitive altérée consiste à utiliser l’entraînement cognitif et la rééducation, a déclaré Ekstrom.
« En gros, vous prenez un patient qui a des troubles de la mémoire et vous essayez de lui apprendre à améliorer sa mémoire », a-t-il déclaré.
À l’avenir, Ekstrom envisage de mener cette recherche sur des patients marchant librement plutôt que sur des patients alités et de déterminer dans quelle mesure la navigation libre se compare à la mémoire en ce qui concerne les oscillations cérébrales.
« Être capable de comparer directement les oscillations présentes lors de l’expérience originale et lors d’une récupération ultérieure de celle-ci constitue un énorme pas en avant dans le domaine en termes de conception de nouvelles expériences et de compréhension des bases neuronales de la mémoire », a déclaré Seger.
L’étude a été financée par le Instituts nationaux de la santé.
