La durée de vie des souvenirs

«Sans la mémoire, il n’y aurait pas de culture. Sans la mémoire, il n’y aurait pas de civilisations, pas de sociétés, aucun avenir. » Elie Wiesel

La mémoire est essentielle pour la survie des animaux et confère aux Hommes l'extraordinaire capacité de développer une conscience et en définitive, un soi intérieur. Les mécanismes cérébraux qui nous permettent de stocker, d'élaborer et de se souvenir des informations du monde extérieur se sont continuellement enrichis et perfectionnés au cours de l'Evolution. Le concept de mémoire a toujours attiré l’attention, depuis les philosophes grecs de l’Antiquité jusqu’aux neuroscientifiques contemporains, et ce en raison de ses profondes implications dans tous les aspects de notre vie. A quoi ressemblerait-elle si nous pouvions nous rappeler de chacun de ses moindres détails? Et pourquoi au contraire oublions-nous certaines personnes, certains lieux ou certains événements? Si la réponse à ces questions nécessite encore bien des recherches approfondies, des scientifiques du monde entier apportent en permanence et sans relâche de nouvelles pièces au puzzle qui permettra enfin de comprendre comment la mémoire fonctionne, et d’où viennent les dysfonctionnements observés dans certains cas pathologiques.

La plupart de ce que l’on connait à propos de la mémoire des êtres humains découle d’études cliniques menées sur des patients présentant un défaut de mémoire dû à une lésion cérébrale ou une maladie dégénérative ou du développement. Une opération chirurgicale du cerveau visant à guérir Henry Molaison (1926-2008) de son épilepsie, l’a rendu incapable de former de nouveaux souvenirs; à l’inverse, les anomalies cérébrales congénitales de Kim Peek (1951-2009) lui conféraient une mémoire extraordinaire. Ces deux exemples illustrent un fait important: le cerveau est capable de déterminer avec précision combien de temps certains événements particuliers de notre vie seront stockés, et donc la durée pendant laquelle nous serons à même de nous en souvenir. Mais comment le cerveau détermine-t-il la durée de vie de nos souvenirs?

Au cours de la formation des souvenirs dont nous nous rappelons consciemment, une petite population de neurones situés dans une zone du cerveau appelée hippocampe, et plus précisément au sein du gyrus denté, sont activés. Cette population est caractéristique de chaque événement de notre vie et, avec le temps, devient essentielle pour se rappeler de ce souvenir particulier: nous en sommes incapables si ces neurones sont inactifs, mais leur activation engendrera le rappel de cette expérience précise. Ce groupe de neurones fait partie de la trace mnésique (lire aussi: Mais où se cachent donc nos souvenirs?), c’est-à-dire de la trace physique de la mémoire au sein du cerveau. Des méthodes modernes permettent désormais d'identifier et de compter les neurones participant au codage d’un souvenir donné. Par ailleurs, une technique appelée optogénétique permet d’activer précisément certains neurones en utilisant de la lumière, et ce afin d'interférer ou d’induire leur activité pendant la formation et le rappel d’un souvenir. Dans la première partie de cette étude, nous avons utilisé cette technique révolutionnaire dans le but de modifier le nombre de neurones impliqués dans la trace mnésique de souvenirs particuliers. Les résultats de ces expériences ont montré que l'addition de neurones à la trace mnésique allonge la durée de vie des souvenirs associés, alors qu’une diminution du nombre de neurones impliqués la raccourcit.

Mais quel mécanisme le cerveau utilise-t-il alors pour déterminer le nombre de neurones participant à la trace mnésique, et par conséquent la durée de vie d’un souvenir donné? Au cours de nos expériences, nous avons observé que les neurones engrammes contrôlent l'activité d'un autre type de neurones, appelés neurones à Somatostatine (SST). A l’inverse des neurones engrammes qui activent leurs cellules cibles, les neurones SST sont des cellules inhibitrices, qui réduisent l’activité des neurones qu'ils contactent. Les neurones engrammes utilisent des neurones SST diminuer l'activité des neurones voisins au sein du gyrus denté, empêchant ainsi leur intégration dans la trace mnésique et limitant donc la persistance des souvenirs.

Notre étude démontre que l’on ne se rappelle des souvenirs codés par un petit nombre de neurones que pour une courte période, alors que les souvenirs persisteront plus longtemps si de nombreux neurones sont impliqués. Les neurones inhibiteurs SST font ainsi partie intégrante du système que notre cerveau utilise pour contrôler la taille de la trace mnésique et donc la durée de vie de nos souvenirs. Identifier plus précisément les mécanismes qui contrôlent la stabilité des souvenirs nous aidera vraisemblablement à comprendre où se situent les limites de la capacité de stockage de notre cerveau. Certaines pathologies cérébrales peuvent induire un déficit de mémoire, comme dans le cas de la maladie d'Alzheimer, mais aussi la formation de souvenirs "excessifs" (souvent associés à de mauvaises expériences), notamment en cas de syndrome de stress post-traumatique (lire aussi: Il est plus difficile de se souvenir du présent quand on essaye d’oublier le passé). Il serait donc intéressant d'étudier si les mécanismes de stockage des souvenirs que nous avons décrit ici sont compromis dans le cas de ces maladies mentales.

Traduit par Dr. Margot Riggi, Scientific Editor, TheScienceBreaker