Neuro: Des neurones gardiens de l’apprentissage et de la mémoire

Des cellules nerveuses gardiennes (gatekeepers) des processus d'apprentissage et de la mémoire, c'est la clé d'un mécanisme mis à jour par ces chercheurs suédois de l'Université d'Uppsala qui décrivent, dans l'édition du 7 octobre de la revue Nature Neuroscience comment ces cellules ouvrent la porte aux effets stimulants de la nicotine, connue pour accroître notre capacité à retenir et à trier les informations. Si la découverte de ces neurones « portiers », partie intégrante d'un réseau situé dans l'hippocampe, révèle de nouvelles connaissances fondamentales sur l'apprentissage et la mémoire, elle suggère aussi la possibilité de stimuler ces fonctions par des molécules –comme la nicotine, mais sans la dépendance-.

Les effets de la nicotine pour comprendre le processus d'apprentissage et de mémoire:

-   L'hippocampe est déjà connu comme une région clé du cerveau pour le stockage de l'information dans la mémoire et l'apprentissage.

-   La nicotine est déjà connue pour améliorer les processus cognitifs, dont l'apprentissage et la mémoire. Ces effets, déjà connus, ont permis ici d'étudier ce processus, explique le Pr Klas Kullander de l'Université d'Uppsala.

Certaines cellules nerveuses envoient des signaux éloignés à d'autres zones du cerveau, tandis que d'autres neurones envoient des signaux à l'intérieur de la même zone. Des circuits nerveux locaux transforment ensuite certaines informations en souvenirs. Mais comment ça marche? Et comment la nicotine peut-elle améliorer ce mécanisme?

Un nouvel éclairage sur ce mécanisme fascinant : Les chercheurs ont utilisé une nouvelle technologie appelée optogénétique, avec laquelle la lumière est utilisée pour stimuler les cellules nerveuses sélectionnées. En activant avec la lumière ces cellules gardiennes, les chercheurs ont constaté qu'ils parvenaient à modifier la circulation de l'information dans l'hippocampe de la même manière que la nicotine. Sur des souris, ils montrent que ces cellules gardiennes se connectent aux cellules principales de l'hippocampe. Les cellules gardiennes actives adressent, en priorité des signaux via les circuits locaux aux cellules principales, alors que les cellules gardiennes inactives laissent juste passer les connexions longue distance. La nicotine active les cellules gardiennes donnant ainsi la priorité à la formation de souvenirs via ces signaux locaux.

Ces cellules nerveuses découvertes, appelées cellules OLM-alpha2, expliquent donc comment le flux d'informations est contrôlé dans l'hippocampe. Comment se fait ensuite la sélection entre les informations via ces cellules gardiennes, c'est l'objectif des prochaines recherches de ces scientifiques, mais, d'ores et déjà, ces connaissances suggèrent qu'il est possible de stimuler ces cellules nerveuses par des moyens artificiels (comme la nicotine en est ici l'exemple) pour améliorer la mémoire et l'apprentissage chez l'Homme.«Idéalement, on aimerait avoir accès aux effets positifs de la nicotine sur la capacité de l'hippocampe à traiter l'information, mais sans la dépendance … », conclut l'auteur.

Source: Nature Neuroscience 2012 doi:10.1038/nn.3235 online 07 October 2012 OLM interneurons differentially modulate CA3 and entorhinal inputs to hippocampal CA1 neurons(Visuel Fotolia)