MÉMOIRE: Ils font la lumière sur les souvenirs perdus – Science

Grâce à l’optogénétique, une technique combinant la génétique et la stimulation de certaines cellules par la lumière, ces scientifiques du Massachusetts Institute of Technology (MIT) sont parvenus –une nouvelle fois- à réactiver des souvenirs « perdus ». Ils parviennent à décrypter encore un peu plus le processus de consolidation de la mémoire, montrent l’importance du renforcement des synapses pendant ce processus, mettent en lumière l’engramme ou la trace mnésique. Ils suggèrent enfin un tout nouveau concept : chaque souvenir n’est ni dans un groupe de neurones, ni dans les synapses qui les relient, mais associé à tout un réseau neuronal qui court dans plusieurs zones du cerveau.

Réhabiliter la mémoire, en particulier en cas d’amnésie ou de maladie neurodégénérative reste un objectif poursuivi par de nombreuses équipes. Les chercheurs en neurosciences débattent depuis de nombreuses années sur les causes de l’amnésie rétrograde – qui suit une lésion traumatique, le stress ou des maladies telles que la maladie d’Alzheimer. Est-elle causée par des dommages à des cellules spécifiques du cerveau ou existe-t-il un  » accès  » à cette mémoire qui se trouve en quelque sorte bloqué et empêche son rappel ? Des recherches ont montré que les souvenirs ne sont pas dans les synapses, mais dans le noyau des neurones, et que tant que les neurones sont encore en vie, la mémoire est toujours là. Une autre étude a suggéré que cependant, la neurogenèse pourrait réorganiser les connexions cérébrales, effaçant ainsi les vieux souvenirs. Une équipe du même MIT a également identifié un gène essentiel impliqué dans l’extinction de la mémoire. Bref, autant d’obstacles à pouvoir restaurer de vieux souvenirs.

Cette nouvelle étude tente donc de répondre à la question de la nature de l’amnésie. Elle apporte aussi un espoir en montrant, sur la souris, que des souvenirs perdus en raison d’une amnésie peuvent être  » rappelés  » en activant les cellules du cerveau avec la lumière, en utilisant une technologie appelée optogénétique.

Susumu Tonegawa, professeur au Département de biologie et directeur du Centre de RIKEN-MIT pour l’apprentissage et de la mémoire, auteur principal de l’étude, est parti de l’hypothèse qu’il existe, quelque part dans le cerveau, une population spécifique de neurones qui sont activés pendant le processus d’acquisition d’un souvenir, et que ce processus laisse des  » traces  » ou  » engrammes  » durables physiques ou chimiques. Si ces neurones sont ensuite réactivés par un déclencheur ou stimulus, tel qu’une vision ou une odeur particulière, le souvenir est alors rappelé.

En 2012, l’équipe du Pr Tonegawa avait déjà utilisé l’optogénétique pour réactiver artificiellement des engrammes ou traces mnésiques dans le cerveau de souris.

Avec cette nouvelle recherche, l’équipe montre que durant le processus de consolidation de la mémoire, ces groupes de neurones subissent ces changements chimiques durables, un mécanisme connu depuis longtemps sous le nom de  » potentialisation à long terme  » et qui implique le renforcement des synapses.

Ici, les chercheurs

·   identifient le groupe de neurones de l’hippocampe en mesure de matérialiser un souvenir,

·   enregistrent l’activité de ce groupe particulier de cellules,

·   confirment que les synapses qui relient ces neurones ont été renforcées.

Ils confirment que ces cellules spécifiques de l’hippocampe subissent, durant le processus de potentialisation à long terme, une augmentation de la force synaptique.

La clé du processus de consolidation est dans les synapses : Les chercheurs tentent ensuite de découvrir ce qui se passerait avec ces données- souvenirs sans ce processus de consolidation. Ils administrent à des souris, immédiatement après la formation d’un nouveau souvenir, un produit qui empêche le renforcement des synapses. Un jour plus tard, ils tentent de réactiver ce souvenir à l’aide d’un stimulus émotionnel, mais impossible :

·   si les neurones en question sont là, lorsque les synapses ne sont pas renforcées, la mémoire est perdue.

·   Cependant lorsque les chercheurs réactivent, par des moyens optogénétiques, la synthèse des protéines permettant le renforcement des synapses, les souris présentent tous les signes d’un rappel complet de la mémoire.

Précisément, et à la lumière de précédents travaux, l’équipe suggère que la clé de la mémoire est finalement liée à un réseau de neurones spécifiques, reliés donc par des synapses renforcées et couvrant plusieurs zones du cerveau.  » Un ensemble ou un réseau de neurones dédiés conditionne un souvenir spécifique « , conclut l’auteur : « Nous proposons un nouveau concept, soit un réseau de neurones pour chaque souvenir « .

Source: Science 29 May 2015 DOI: 10.1126/science.aaa5542 Engram cells retain memory under retrograde amnesia (Visuel Fotolia)

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