Des scientifiques expliquent comment les souvenirs se rejoignent

Des scientifiques expliquent comment les souvenirs se rejoignent

LA JOLLA—Les scientifiques de l'Institut Salk ont ​​créé un nouveau modèle de mémoire qui explique comment les neurones conservent certains souvenirs quelques heures après un événement.

L'hippocampe est une région du cerveau largement responsable de la formation de la mémoire.

Image : Avec l'aimable autorisation de l'Institut Salk d'études biologiques

Ce nouveau cadre fournit une image plus complète du fonctionnement de la mémoire, ce qui peut éclairer la recherche sur des troubles comme la maladie de Parkinson, Alzheimer, le stress post-traumatique et les troubles d'apprentissage.

"Les modèles précédents de mémoire étaient basés sur des modèles d'activité rapide", explique Terrence Sejnowski, titulaire de la chaire Francis Crick de Salk et chercheur du Howard Hughes Medical Institute. "Notre nouveau modèle de mémoire permet d'intégrer des expériences sur des heures plutôt que sur des moments."

Au cours des dernières décennies, les neuroscientifiques ont beaucoup révélé sur la façon dont les souvenirs à long terme sont stockés. Pour les événements importants, par exemple, être mordu par un chien, un certain nombre de protéines sont rapidement fabriquées dans les cellules cérébrales activées pour créer les nouveaux souvenirs. Certaines de ces protéines persistent pendant quelques heures à des endroits spécifiques sur des neurones spécifiques avant de se décomposer.

Cette série d'événements biochimiques nous permet de nous rappeler des détails importants sur cet événement, comme, dans le cas de la morsure de chien, quel chien, où il se trouvait, etc.

Cian O'Donnell et Terrence Sejnowski

Image : Avec l'aimable autorisation de l'Institut Salk d'études biologiques

L'un des problèmes rencontrés par les scientifiques lors de la modélisation du stockage de la mémoire est d'expliquer pourquoi seuls des détails sélectifs et pas tout dans cette fenêtre de 1 à 2 heures sont fortement mémorisés. En incorporant des données de la littérature précédente, Sejnowski et le premier auteur Cian O'Donnell, un chercheur postdoctoral de Salk, ont développé un modèle qui relie les résultats des observations moléculaires et systémiques de la mémoire pour expliquer le fonctionnement de cette fenêtre de mémoire de 1 à 2 heures. Les travaux sont détaillés dans le dernier numéro de Neuron.

En utilisant la modélisation informatique, O'Donnell et Sejnowski montrent que, bien que les protéines soient disponibles pour un certain nombre de neurones dans un circuit donné, les souvenirs sont conservés lorsque des événements ultérieurs activent les mêmes neurones que l'événement d'origine. Les scientifiques ont découvert que le positionnement spatial des protéines à la fois dans des neurones spécifiques et dans des zones spécifiques autour de ces neurones prédit quels souvenirs sont enregistrés. Ce cadre de structuration spatiale prédit avec succès la rétention de mémoire en tant que fonction mathématique du chevauchement du temps et de l'emplacement.

"Une chose que cette étude fait est de relier ce qui se passe dans la formation de la mémoire au niveau cellulaire au niveau des systèmes", explique O'Donnell. « Le fait que la fenêtre temporelle soit importante était déjà établi ; nous avons travaillé sur la manière dont le contenu pouvait également déterminer si les souvenirs étaient mémorisés ou non. Nous prouvons qu'un ensemble d'idées est cohérent et suffisant pour expliquer quelque chose dans le monde réel.

Le nouveau modèle fournit également un cadre potentiel pour comprendre comment les généralisations des souvenirs sont traitées pendant les rêves.

Bien que l'on ignore encore beaucoup de choses sur le sommeil, la recherche suggère que les souvenirs importants de la journée sont souvent cyclés dans le cerveau, passant d'un stockage temporaire dans l'hippocampe à un stockage à plus long terme dans le cortex. Les chercheurs ont observé la majeure partie de cette formation de mémoire dans le sommeil sans rêve. On sait peu de choses sur si et comment le conditionnement ou la consolidation de la mémoire se fait pendant les rêves. Cependant, le modèle d'O'Donnell et Sejnowski suggère qu'une certaine rétention de mémoire se produit pendant les rêves.

"Pendant le sommeil, il y a une réorganisation de la mémoire - vous renforcez certains souvenirs et perdez ceux dont vous n'avez plus besoin", explique O'Donnell. "De plus, les gens apprennent des abstractions pendant leur sommeil, mais il n'y avait aucune idée de la façon dont les processus de généralisation se produisent au niveau neuronal."

En appliquant leurs découvertes théoriques sur l'activité de chevauchement dans la fenêtre de 1 à 2 heures, ils ont proposé un modèle théorique sur la façon dont le processus d'abstraction de la mémoire pourrait fonctionner pendant le sommeil.

À propos du Salk Institute for Biological Studies:
L'Institut Salk d'études biologiques est l'une des principales institutions de recherche fondamentale au monde, où des professeurs de renommée internationale étudient les questions fondamentales des sciences de la vie dans un environnement unique, collaboratif et créatif. Axés à la fois sur la découverte et sur le mentorat des futures générations de chercheurs, les scientifiques de Salk apportent des contributions révolutionnaires à notre compréhension du cancer, du vieillissement, de la maladie d'Alzheimer, du diabète et des maladies infectieuses en étudiant les neurosciences, la génétique, la biologie cellulaire et végétale et les disciplines connexes.

Les réalisations du corps professoral ont été récompensées par de nombreuses distinctions, notamment des prix Nobel et des adhésions à l'Académie nationale des sciences. Fondé en 1960 par Jonas Salk, MD, pionnier du vaccin contre la poliomyélite, l'Institut est une organisation indépendante à but non lucratif et un monument architectural.