« Dans quel restaurant dois-je commander de la nourriture ce soir ? » ou « Où devrais-je chercher mes clés ? ». Cette équipe de l’Institut Caltech décrypte ce sentiment fréquent lorsque l’on cherche à retrouver un souvenir qui tarde à revenir ; comme le nom d’un acteur dont la filmographie ou le visage est pourtant « bien en mémoire ». Ces neurologues californiens, révèlent, dans la revue Science, différents ensembles de neurones individuels spécialisés, qui permettent ce processus de prise de décision basée sur la mémoire, une caractéristique de la flexibilité du cerveau humain.
« Un aspect essentiel de la flexibilité cognitive est notre capacité à aller rechercher sélectivement des informations dans la mémoire lorsque nous en avons besoin », rappelle l'auteur principal Ueli Rutishauser, biologiste et bioingénieur à Caltech : « C'est la première fois que des neurones sont décrits dans le cerveau humain comme induisant les décisions basées sur la mémoire ».
Comment nos souvenirs sont transférés du lobe temporal médial au lobe frontal en cas de besoin !
Le processus de décision basée sur le rappel de souvenirs « intervient tout le temps », explique l'auteur principal Juri Minxha, chercheur en neurosciences à Caltech. Par exemple : « Dans quel restaurant chinois vais-je commander ce soir? » ou « Où dois-je chercher mes clés ? ». Pour prendre ces décisions simples, il est nécessaire d’accéder à des souvenirs récents.
L'étude décrypte le processus de rappel des souvenirs qui permet la prise de décision. Les conclusions ont des implications pour le traitement des troubles de la mémoire associés à la maladie d'Alzheimer, à l'épilepsie et à la schizophrénie. La recherche est menée avec la collaboration de 13 patients ayant subi une chirurgie cérébrale pour le traitement de leurs crises. Les participants ont été invités à visionner des images sur un écran et ont dû répondre à différents types de questions sur les images, tandis que les chercheurs enregistraient l'activité de neurones individuels à l'aide des électrodes implantées. L’analyse révèle des neurones spécifiques qui codent des souvenirs dans le lobe temporal et des neurones qui choisissent des souvenirs dans le lobe frontal ; ainsi, ces neurones ne stockent pas de souvenirs mais permettent de les rappeler.
2 zones qui communiquent : le codage et la récupération des souvenirs se produisent ainsi dans le lobe temporal médial, une zone cérébrale qui comprend l'hippocampe. Les processus décisionnels impliquent une région à l'avant du cerveau appelée le cortex frontal médial. Ainsi, la capacité à rappeler puis à utiliser nos souvenirs de manière flexible pour prendre des décisions dépend d’interactions entre ces 2 zones, le lobe frontal et le lobe temporal, le premier étant le site du contrôle exécutif et le second, la zone impliquée dans le stockage des souvenirs. La recherche montre que le lobe temporal médial et le cortex frontal médial deviennent actifs lorsque la décision exige que le patient se souvienne de quelque chose.
L'interaction entre 2 zones cérébrales spécifiques permet un rappel de mémoire réussi
Exemple : lorsqu’on demande à un patient s'il a déjà vu ce visage, les neurones des deux zones s’activent. Lorsqu’on lui demande : « Est-ce un visage ? », alors les neurones de choix de souvenirs restent silencieux.
Un autre ensemble de « neurones contextuels » est identifié dans le lobe frontal. Ces neurones codent les instructions données à un sujet pour une tâche donnée. Ces neurones contextuels indiquent parmi plusieurs actions possibles, laquelle il est préférable d’entreprendre.
L’identification de ces 3 groupes de neurones aux fonctions spécifiques contribue à expliquer une grande partie de la flexibilité de la prise de décision humaine.
« Dans l'ensemble, notre étude révèle plusieurs éléments constitutifs clés qui rendent la cognition humaine si flexible ».
Source : Science 26 Jun 2020 DOI: 10.1126/science.aba3313 Flexible recruitment of memory-based choice representations by human medial frontal cortex
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