Les astrocytes, ces cellules en forme d'étoile du cerveau, jouent un rôle de tout premier plan dans la mémoire à long terme, expliquent ces scientifiques de l’Institut Salk (La Jolla, Californie). Longtemps considérés comme des acteurs secondaires du cerveau, les astrocytes sont essentiels à l'établissement de souvenirs durables. L'étude, publiée dans la revue GLIA pourrait éclairer les thérapies des troubles dans lesquels la mémoire à long terme est altérée, tels que les lésions cérébrales traumatiques ou la démence.
« Ces cellules font beaucoup plus qu’aider les neurones à maintenir leur activité », résume l’auteur principal, le professeur Terrence Sejnowski, responsable du laboratoire de neurobiologie de Salk : « Elles jouent un rôle essentiel dans la manière dont l'information est transmise et stockée dans le cerveau ».
Les astrocytes et leurs gliotransmetteurs permettent la consolidation de la mémoire
Les neurones émettent des signaux électriques rapides pour communiquer dans le cerveau et libérer des neurotransmetteurs, et les astrocytes génèrent des signaux calciques et libèrent des substances appelées « gliotransmetteurs », dont certaines sont chimiquement similaires aux neurotransmetteurs. L’hypothèse aujourd’hui retenue est que les astrocytes apportent un soutien aux neurones les plus actifs, facilitent le transport des nutriments, éliminent les débris moléculaires et maintiennent les neurones en place et en bonne santé. Cependant, plus récemment, plusieurs recherches ont suggéré que les astrocytes pourraient jouer un rôle bien plus actif dans le cerveau en particulier par la libération de ces gliotransmetteurs.
En 2014, l’équipe du Salk avait montré que désactiver la libération de gliotransmetteurs dans les astrocytes annule un type de rythme électrique appelé oscillation gamma, important pour les fonctions cognitives. Dans cette étude, lorsque les chercheurs testent les capacités d'apprentissage et de mémorisation de souris aux astrocytes désactivés, ils constatent des déficits « cognitifs ».
Pas de consolidation sans astrocytes et gliotransmetteurs : En pratique, l'équipe s'est concentrée sur la mémoire à long terme de souris dont elle avait préalablement perturbé les astrocytes, par manipulation génétique. Précisément, les astrocytes ont été privés d’un type particulier de récepteur sur lequel ils s'appuient normalement pour libérer le calcium afin de communiquer. Les chercheurs constatent alors chez ces souris dépourvues de ce type de récepteur,
- dans un premier temps et de manière surprenante, une capacité identique d'apprentissage que chez les souris normales. De plus, ces souris aux astrocytes perturbés se montrent tout à fait capables de mémoriser des données et de réussir le test du labyrinthe par exemple ;
- cependant, 2 à 4 semaines plus tard, une différence apparaît : ces souris privées de récepteur perdent progressivement une partie de leur mémoire de long terme : elles font 2 fois moins bien au test du labyrinthe. Alors que les souris avec astrocytes non modifiés ont « définitivement » pu consolider leur mémoire et font beaucoup mieux au test du labyrinthe, les souris modifiées voient leurs capacités cognitives se dégrader.
Les astrocytes protègent les connexions de consolidation : c’est la première fois que des défauts dans les astrocytes sont corrélés à des déficits de consolidation de la mémoire à long terme. On sait que le processus de consolidation de la mémoire dans le cerveau implique plusieurs mécanismes affectant les neurones. On pense que l’un de ces mécanismes repose sur un ajustement optimal de la force de la communication entre les neurones par le biais d’une potentialisation à long terme, grâce à laquelle cette force augmente, et d’une dépression à long terme, qui affaiblit certaines de ces connexions. Les astrocytes pourraient jouer un rôle spécifique dans cette réduction à long terme des connexions entre les neurones.
L’équipe va donc regarder comment les astrocytes sont connectés à l'affaiblissement de ces connexions neuronales et comment ce processus affecte la mémoire en général.
« En comprenant mieux ces voies, nous pourrons peut-être développer des moyens d'optimiser ou de rétablir, avec de nouvelles thérapies, la consolidation de la mémoire, une capacité défaillante dans de nombreuses maladies neurologiques ».
Source: Glia 26 July 2019 DOI : 10.1002/glia.23679 Impairments in remote memory caused by the lack of Type 2 IP3 receptors
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