Comment précisément notre cerveau stocke-t-il les événements dans le bon ordre et comment se souvient-il de l'ordre des événements mémorisés ? Cette équipe de l’Université de Warwick s’est penchée sur l'hippocampe, la zone du cerveau impliquée dans la mémoire. Les chercheurs expliquent, dans la revue Cell Reports, comment les cellules temporelles de l'hippocampe décodent les signaux de cellules entorhinal latéral pour figer la séquence des événements dans la mémoire.
Cette compréhension du processus permettant au cerveau de stocker les événements dans le bon ordre apporte une base précieuse pour explorer les dysfonctionnements cérébraux liés à la mémoire, en particulier les modifications cognitives liées au vieillissement en bonne santé, mais également à la maladie d'Alzheimer ou à la dépression.
Comment le système de mémoire de l'hippocampe génère la notion d’ordre
L’équipe résout également un mystère de très longue date. Ces scientifiques de Warwick, qui s’appuient sur les travaux de May-Britt et Edvard Moser, lauréats du prix Nobel, décryptent comment le cerveau mémorise la séquence et comment il la rappelle ensuite dans le bon ordre. De précédents travaux avaient montré que dans une zone qui jouxte l’hippocampe, le cortex entorhinal latéral, certaines cellules dites « de mise en œuvre du temps » (entorhinal time ramping cells) modifient lentement leurs taux d’activité sur des centaines de secondes. Par ailleurs, il a également été montré que des cellules temporelles, présentes dans l’hippocampe, se déclenchent à différents moments de la séquence, au cours de sa mémorisation.
2 types de cellules temporelles : les chercheurs ont donc développé un modèle du process par lequel les cellules entorhinales de mise en œuvre du temps transmettent les données aux cellules temporelles de l’hippocampe qui se déclenchent en association à des lieux ou à des personnes afin de permettre une mémorisation correcte de la séquence. Ce modèle explique par quel processus nous sommes capables de nous souvenir de ce qui nous est arrivé pendant la journée dans le bon ordre, ou comment nous sommes en mesure d’apporter un témoignage sur une série d'événements.
Et une interface par réseau compétitif : les chercheurs ont également décrypté l’interface entre ces deux types de cellules qui permet la transformation du code du souvenir entre les 2 zones du cerveau, le cortex entorhinal latéral et l'hippocampe. Il s’agit d’un type bien connu de réseau de neurones présent dans le cerveau, appelé « réseau compétitif ». Ce réseau permet d’allouer des neurones temporels de l'hippocampe aux différentes combinaisons de déclenchement des cellules de « mise en œuvre du temps », ce qui permet, finalement, de former la séquence temporelle. Enfin, le modèle reproduit le mécanisme d’un rappel de mémoire d’une séquence de souvenirs dans le bon ordre.
Comprendre les mécanismes de la mémoire permet de mieux comprendre certains troubles mentaux, dont la dépression et la schizophrénie caractérisés notamment par des dysfonctionnements dans l’ordre des souvenirs stockés dans le cerveau. Ainsi, dans la dépression ce sont les souvenirs tristes qui vont dominer.
En conclusion, les scientifiques évoquent « une période passionnante pour la recherche sur le cerveau : nous commençons à comprendre les mécanismes cérébraux sous-jacents à de nombreux types de fonctions, dont la mémoire et les émotions, ce qui ouvre un potentiel immense pour mieux traiter les troubles cérébraux ».
Source: Cell Reports August 13, 2019 August 13, 2019 DOI : 10.1016/j.celrep.2019.07.042 The Generation of Time in the Hippocampal Memory System
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