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La formation de la mémoire à long terme mieux cernée

Représentation artistique d'un neurone.

Représentation artistique de neurones et des axones et dendrites à leurs extrémités qui leur permettent de communiquer les uns avec les autres.

Photo : iStock

Radio-Canada

La synthèse de protéines dans les neurones inhibiteurs contrôle la mémoire à long terme, montrent les travaux de scientifiques canadiens et israéliens. Explications.

Cette découverte répond à une question de longue date concernant les sous-types de neurones qui interviennent dans la consolidation de la mémoire.

Repères

  • La mémoire est la capacité d’une personne à emmagasiner, conserver et récupérer des représentations de faits ou d’entités perçues.
  • La mémoire à long terme est celle qui permet de retenir, de manière illimitée, une information sur de longues périodes de temps.
  • La mémoire à court terme permet de retenir et de réutiliser une quantité limitée d’informations pendant un temps relativement court.
  • Plusieurs facteurs peuvent influencer le fonctionnement de la mémoire, dont l’attention, la motivation, le contexte, l’état émotif et la maladie.

Les travaux

L’étude des Prs Nahum Sonenberg et Arkady Khoutorsky de l’Université McGill, du Pr Jean Claude Lacaille de l’Université de Montréal et du Pr Kobi Rosenblum de l’Université de Haïfa montre qu’au moins deux processus distincts se déroulent dans deux réseaux cérébraux lors de la consolidation de la mémoire à long terme : le réseau des neurones excitateurs et celui des neurones inhibiteurs.

Selon eux, les neurones excitateurs interviennent dans la création d’une trace mémorielle et les neurones inhibiteurs bloquent le bruit de fond. Cette réalité permet un apprentissage à long terme.

En outre, leurs travaux montrent que l’on peut manipuler chaque système neuronal de manière sélective pour agir sur la mémoire à long terme.

Comment créer des souvenirs

La question était de comprendre comment les souvenirs à court terme (qui ne durent que quelques heures) se transforment en souvenirs à long terme (qui peuvent rester vivaces pendant des années). Les scientifiques savent depuis des décennies que le processus de la consolidation de la mémoire exige la synthèse de nouvelles protéines dans les cellules du cerveau. Les sous-types de neurones actifs dans ce processus demeuraient toutefois inconnus.

Pour cerner les réseaux neuronaux essentiels à la consolidation de la mémoire, les chercheurs ont utilisé des souris transgéniques. Ils ont ainsi pu manipuler une voie moléculaire particulière, eIF2α, dans des types de neurones spécifiques.

On avait déjà montré que cette voie jouait un rôle clé dans le contrôle de la formation des souvenirs à long terme et la régulation de la synthèse des protéines dans les neurones, expliquent les chercheurs dans un communiqué de l’Université McGill.

Il faut savoir que d’autres travaux ont déjà montré le rôle de eIF2α dans la survenue des maladies neurodéveloppementales et neurodégénératives comme l’autisme et l’alzheimer.

Nous avons découvert que la stimulation de la synthèse des protéines par eIF2α dans les neurones excitateurs de l’hippocampe était suffisante pour améliorer la formation des souvenirs et la modification des synapses, sites de communication entre les neurones.

Kobi Rosenblum, Université de Haïfa

L’équipe a  également découvert que la stimulation de la synthèse des protéines par eIF2α dans une classe spécifique de neurones inhibiteurs, les interneurones somatostatine, suffisait à augmenter la mémoire à long terme en réglant la plasticité des connexions neuronales, souligne Jean-Claude Lacaille.

Il est fascinant de pouvoir montrer que ces nouveaux acteurs ‒ les neurones inhibiteurs ‒ jouent un rôle important dans la consolidation de la mémoire.

Vijendra Sharma, Laboratoire de Nahum Sonenberg

On supposait jusqu’à présent que la voie eIF2α régulait la mémoire par l’intermédiaire des neurones excitateurs, ajoute M. Sharma.

Ces découvertes désignent la synthèse de protéines dans les neurones inhibiteurs, et plus précisément les cellules somatostatine, comme une nouvelle cible thérapeutique dans des affections telles que la maladie d’Alzheimer et l’autisme.

Nahum Sonenberg

Vers de nouveaux médicaments

Ces nouvelles connaissances pourraient permettre de découvrir de nouvelles cibles dans la mise au point de médicaments pour des troubles tels que la maladie d’Alzheimer et l’autisme, qui comportent une altération des processus de la mémoire.

Le détail de cette étude est publié dans la revue Nature (Nouvelle fenêtre) (en anglais).

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