Comment le « chantier de construction » de la mémoire à long terme se construit dans le cerveau


Considérez une nouvelle mémoire à plus long terme comme un chantier de construction à l’intérieur du cerveau. Les neurones du cerveau se restructurent et établissent ou détruisent des connexions avec d’autres neurones pour stocker la mémoire afin de la récupérer en cas de besoin.

Les neurones ne peuvent pas faire le travail sans aide. Ils ont besoin de matériaux de construction d’un entrepôt éloigné. Ainsi, des camions ont pris l’autoroute pour transporter des marchandises jusqu’au chantier de construction.

La cargaison de ces camions varie dans le temps en fonction de la force de la mémoire. Les neurones ont-ils besoin de fournitures pour construire une structure qui dure des heures, des jours, des semaines voire des années ?

Des chercheurs de l’Institut Herbert Wertheim UF Scripps pour l’innovation et la technologie biomédicales ont découvert que ces matériaux de construction cellulaires – dans ce cas, des ensembles de protéines – subissent des changements dépendant de l’expérience tout en formant des souvenirs à court et à long terme.

Un article sur la découverte par une équipe de scientifiques du Wertheim UF Scripps Institute a été publié le 5 janvier dans eNeuroune revue en libre accès de la Society for Neuroscience.

C’est un aperçu de la plasticité du cerveau, ou de sa capacité à s’adapter et à changer sa structure au fur et à mesure que nous vivons nos vies et accumulons des souvenirs.

De plus, cela éclaire les recherches futures sur le fonctionnement des systèmes extrêmement complexes du cerveau. Cela a des implications potentielles, selon les scientifiques, pour une meilleure compréhension des troubles neurologiques. Ceux-ci incluent la maladie d’Alzheimer et la sclérose latérale amyotrophique, connue sous le nom de SLA ou maladie de Lou Gehrig.

« Cela nous donne un aperçu beaucoup plus détaillé d’un processus que nous savons important pour la mémoire », a déclaré l’auteur principal Sathyanarayanan V. Puthanveettil, Ph.D. Il est professeur associé au Wertheim UF Scripps Institute.

« Les connexions de ces neurones doivent être sélectivement modifiées pour former une mémoire à long terme », a-t-il ajouté. « Et pour que la modification se produise, le neurone doit envoyer des matériaux du soma de la cellule à ses synapses distantes. Des paquets uniques de protéines sont envoyés, et cette cargaison de protéines change au fil du temps à mesure que la mémoire est codée. C’est une découverte passionnante. »

Le soma est le corps cellulaire principal d’un neurone où réside son noyau, tandis que les synapses sont le lieu où se construisent les connexions entre les neurones. Au niveau cellulaire, c’est un long voyage.

L’équipe de Puthanveettil a utilisé une espèce de limace de mer appelée Aplysia pour explorer comment les souvenirs sont encodés. Les limaces ont des neurones gigantesques par rapport à ceux du cerveau humain, ce qui les rend plus faciles à étudier.

On pense qu’un mécanisme neuronal pour stocker certains souvenirs dans les limaces est extrêmement similaire à ce qui se produit dans le cerveau humain, a déclaré Puthanveettil. La mémoire, bien sûr, est l’essence même de ce que signifie être humain.

Parfois, les souvenirs sont de courte durée, comme lorsque nous voyons le visage d’un étranger lors d’une fête et que nous ne pouvons pas nous en souvenir le lendemain. Un simple changement biochimique dans le cerveau crée des souvenirs à court terme qui nous accompagnent pendant plusieurs minutes à quelques heures, a-t-il déclaré.

Les souvenirs à plus long terme, cependant, font ressortir toute l’équipe de construction qui encode de manière indélébile les circuits du cerveau, en particulier lorsque le cerveau est sensibilisé à un événement fort – un accident de voiture, la naissance d’un enfant, le moment où quelqu’un apprend une nouvelle choquante.

Puthanveettil a déclaré que la façon dont le cerveau accomplit cela a été mal comprise, et même maintenant, il faudra beaucoup plus de recherches pour déchiffrer complètement les éléments constitutifs cellulaires qui forment la mémoire.

Le matériel qui se déplace entre le soma et la synapse comprend de nombreuses protéines, qui sont des chevaux de bataille cruciaux qui pilotent de nombreux processus et réactions chimiques qui permettent aux cellules humaines de fonctionner et d’effectuer des tâches.

D’autres matériaux cellulaires pourraient également changer avec le temps, a déclaré Puthanveettil. Mais ce sera un sujet de recherche future.

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