De nouvelles recherches ont révélé que la formation de la mémoire dans le cerveau est probablement due à la formation de nouvelles connexions entre les cellules engrammes, soulignant l’importance des modifications du câblage synaptique dans l’apprentissage et le stockage de la mémoire.
Quel mécanisme permet à notre cerveau d’incorporer de nouvelles informations et de former des souvenirs ? Les recherches menées par le Dr Tomás Ryan du Trinity College de Dublin révèlent que l’apprentissage implique la création continue de nouvelles connexions entre des cellules d’engramme spécifiques dans diverses régions du cerveau.
Nous apprenons toujours, intentionnellement, accidentellement ou accidentellement, provoquant des changements continus dans notre cerveau. Nos interactions avec le monde, les uns avec les autres et avec le contenu médiatique conduisent à l’acquisition de nouvelles informations et à la création de souvenirs.
La prochaine fois que nous marcherons dans la rue, rencontrerons nos amis ou tomberons sur quelque chose qui nous rappelle le dernier podcast que nous avons écouté, nous réengagerons rapidement ces informations de mémoire quelque part dans notre cerveau. Mais comment ces expériences modifient-elles nos neurones pour nous permettre de former ces nouveaux souvenirs ?
Les réseaux dynamiques du cerveau
Nos cerveaux sont des organes composés de réseaux dynamiques de cellules, toujours en mouvement en raison de la croissance, du vieillissement, de la dégénérescence, de la régénération, du bruit quotidien et de l’apprentissage. Le défi pour les scientifiques est d’identifier « la différence qui fait la différence » dans la formation d’un souvenir – le changement dans un cerveau qui stocke un souvenir est appelé « engramme », qui retient les informations pour une utilisation ultérieure.
Cette étude récemment publiée visait à comprendre comment les informations peuvent être stockées sous forme d’engrammes dans le cerveau.
Dr Clara Ortega-de San Luis, chercheuse postdoctorale au Ryan Lab et auteur principal de l’article publié dans la principale revue internationale, Biologie actuelledit:
« Les cellules engrammes de la mémoire sont des groupes de cellules cérébrales qui, activées par des expériences spécifiques, se modifient pour incorporer et ainsi conserver des informations dans notre cerveau. La réactivation de ces « éléments constitutifs » de la mémoire déclenche le rappel des expériences spécifiques qui leur sont associées. La question est : comment les engrammes stockent-ils des informations significatives sur le monde ?
Pour identifier et étudier les changements que subissent les engrammes et qui nous permettent d’encoder un souvenir, l’équipe de chercheurs a étudié une forme d’apprentissage dans laquelle deux expériences similaires deviennent liées par la nature de leur contenu.
Les chercheurs ont utilisé un paradigme dans lequel les animaux apprenaient à identifier différents contextes et à former des associations entre eux. En utilisant des techniques génétiques, l’équipe a étiqueté de manière cruciale deux populations différentes de cellules engrammes dans le cerveau pour deux mémoires discrètes, puis a surveillé comment l’apprentissage se manifestait par la formation de nouvelles connexions entre ces cellules engrammes.
Résultats et implications de la recherche
Ensuite, en utilisant l’optogénétique, qui permet de contrôler l’activité des cellules cérébrales avec la lumière, ils ont ensuite démontré comment ces connexions nouvellement formées étaient nécessaires à l’apprentissage. Ce faisant, ils ont identifié un mécanisme moléculaire médié par une protéine spécifique située dans le synapse qui est impliqué dans la régulation de la connectivité entre les cellules engrammes.
Cette étude fournit des preuves directes que les changements dans la connectivité du câblage synaptique entre les cellules engrammes sont considérés comme un mécanisme probable de stockage de la mémoire dans le cerveau.
Commentant l’étude, le Dr Ryan, professeur agrégé à l’École de biochimie et d’immunologie de Trinity, au Trinity Biomedical Sciences Institute et au Trinity College Institute of Neuroscience, a déclaré :
« Comprendre les mécanismes cellulaires qui permettent l’apprentissage nous aide à comprendre non seulement comment nous formons de nouveaux souvenirs ou modifions ceux préexistants, mais aussi à faire progresser nos connaissances pour démêler le fonctionnement du cerveau et les mécanismes nécessaires pour qu’il traite les pensées et information.
« Dans les neurosciences du 21e siècle, beaucoup d’entre nous aiment penser que les souvenirs sont stockés dans des cellules engrammes, ou dans leurs sous-composants. Cette étude soutient que plutôt que de rechercher des informations à l’intérieur ou au niveau des cellules, nous devrions rechercher des informations entre les cellules, et que l’apprentissage peut fonctionner en modifiant le schéma de câblage du cerveau – moins comme un ordinateur que comme une sculpture en développement.
« En d’autres termes, l’engramme n’est pas dans la cellule ; la cellule est dans l’engramme.
L’étude a été financée par le Conseil irlandais de la recherche, l’Institut national américain de la santé, le Conseil européen de la recherche et la Science Foundation Ireland.
