Feuilleter son album photo et voir une photo du coucher de soleil sur la plage ramène les souvenirs de ce soir-là. Lorsque les neurones de l’hippocampe reçoivent un signal de mémoire partiel (le coucher de soleil), ils coordonnent la restauration des souvenirs associés dans des sites cibles du cortex. En analysant des enregistrements de neurones humains au niveau individuel, cette étude d’équipes des universités de Birmingham et de Bonn montre, dans la revue Nature Communications, la rapidité de cette récupération « associative ». Compléter nos souvenirs, prend quelques millisecondes (ms) au cerveau, c’est sa fonction « d’auto-complétion ».
L’expérience est ici menée chez des patients atteints d'épilepsie chez qui sont implantées des électrodes : avec ces électrodes, les chercheurs peuvent enregistrer la réponse des neurones aux stimuli visuels. Les chercheurs présentent aux participants un certain nombre d’images de scènes différentes. Ils ont associé chaque image de la scène à un de 2 objets différents. Les participants disposent de 3 secondes pour mémoriser une combinaison scène-objet donnée. Après une courte pause, les images de la scène sont présentées à nouveau, et les participants doivent retrouver, de mémoire, l'objet associé. Dans le même temps, les chercheurs examinent l’activation cérébrale des participants. L’auteur principal, le professeur Florian Mormann, responsable du Département de neurophysiologie cognitive et clinique du centre médical de l’Université de Bonn, explique : « Nous nous sommes concentrés sur 2 zones du cerveau, l’hippocampe -déjà documenté comme impliqué dans la mémoire associative- et le cortex entorhinal voisin ».
Une découverte passionnante : au cours du rappel des suvenirs, les neurones de l'hippocampe déclenchent des tirs intenses. C'était également le cas lors d'une tâche de contrôle au cours de laquelle les participants n'ont qu'à mémoriser les images de la scène sans les objets. Cependant, dans l’expérience d’association, l’activité de l’hippocampe perdure beaucoup plus longtemps et, en plus, les neurones du cortex entorhinal se déclenchent simultanément à ceux de l'hippocampe. Le modèle d'activation dans le cortex entorhinal lors d'un rappel réussi ressemble beaucoup à celui observé lors de l'apprentissage initial des objets, expliquent les chercheurs : la similitude entre rappel et apprentissage s'avère même si forte qu’un algorithme informatisé permet de savoir si le participant se souvient de l’objet n°1 ou de l’objet n°2.
C’est ce que les chercheurs nomment « processus de restauration » : le rappel du souvenir associé place les neurones dans un état qui ressemble fortement à leur activation lors de l'apprentissage initial. Les chercheurs expliquent que, lors de ce processus, les neurones de l'hippocampe indiquent au reste du cerveau où sont stockés les souvenirs particuliers associés (ici l’objet n°1 ou n°2).
Source: Nature Communications April, 2019 DOI : 10.1038/s41467-019-09558-3 Recollection in the human hippocampal-entorhinal cell circuitry (Visuel University of Bonn)
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