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Mémoire liée à des cellules cérébrales spécifiques

Des souvenirs heureux ou effrayants, comme le premier baiser ou la bosse de la nuit, laissent des traces de mémoire ou des engrammes que nous pouvons stimuler lorsque nous nous souvenons de choses dans le passé, avec le temps, le lieu et toutes les sensations.
Le journal en ligne La nature révèle la réponse à la question de savoir si ces engrammes sont conceptuels ou s'ils consistent en un réseau physique de neurones dans le cerveau. Les chercheurs du MIT ont décidé de démontrer que les mémoires se trouvent en fait dans des cellules cérébrales spécifiques et qu'en activant simplement une infime fraction de ces cellules, une personne peut appeler un événement de mémoire complet. Cela expliquerait, par exemple, comment Marcel Proust a pu se rappeler des souvenirs d'enfance de l'odeur d'un biscuit de Madeleine qu'il aimait enfant.
Le chercheur principal, Susumu Tonegawa, professeur de biologie et de neuroscience à Picower au MIT, a déclaré:

"Nous démontrons que le comportement basé sur la cognition de haut niveau, comme l'expression d'une mémoire spécifique, peut être généré chez un mammifère par une activation physique hautement spécifique d'une petite sous-population spécifique de cellules cérébrales, dans ce cas par la lumière. test rigoureux du XXIe siècle de l'observation accidentelle du neurochirurgien canadien Wilder Penfield au début du XXe siècle, suggérant que l'esprit est basé sur la matière. "

Le traitement contre l'épilepsie de Penfield consistait à prélever des parties du cerveau des patients à l'origine des crises. Il a ensuite stimulé le cerveau avec de minuscules secousses électriques afin de s'assurer que seuls les neurones problématiques étaient détruits, tandis que les patients anesthésiés localement rapportaient pendant l'intervention ce qu'ils avaient vécu.
Lorsque Penfield a stimulé quelques neurones dans l'hippocampe, dont on sait maintenant qu'il est impliqué dans la formation et le rappel de souvenirs épisodiques, il s'est étonné de constater que certains patients se souvenaient très bien d'événements complets.
Depuis lors, cela a été la cause de la poursuite des enquêtes. Cependant, jusqu'à présent, les chercheurs ont été incapables de prouver que, pour provoquer un rappel de la mémoire, il suffit de réactiver directement l'hippocampe.
Il y a sept ans, des scientifiques ont découvert une nouvelle technologie appelée optogénétique, capable de stimuler les neurones génétiquement modifiés pour exprimer des protéines activées par la lumière. Co-auteur Xu Liu, un postdoc dans le laboratoire de Tonegawa dit:
"Nous pensions pouvoir utiliser cette nouvelle technologie pour tester directement l'hypothèse de l'encodage et du stockage de la mémoire dans une expérience de mimétisme."

Steve Ramirez, un autre co-auteur et un étudiant diplômé du laboratoire de Tonegawa ajoute:
"Nous voulions activer artificiellement une mémoire sans l'expérience sensorielle requise habituelle, qui fournit des preuves expérimentales que même des phénomènes éphémères, tels que des souvenirs personnels, résident dans la machinerie physique du cerveau."

La première étape de leur expérience consistait à identifier un ensemble spécifique de cellules cérébrales dans l'hippocampe qui n'était actif que lorsqu'une souris explorait un nouvel environnement. Une fois qu'ils ont établi quels gènes étaient activés dans les cellules du cerveau, ils les ont couplés au gène de la channelrhodopsine-2 (ChR2), une protéine activée par la lumière utilisée en optogénétique.
Ils ont ensuite implanté le gène couplé dans le gyrus denté de la souris, une partie de l'hippocampe censée contribuer à la formation de nouveaux souvenirs, afin d'étudier les souris en utilisant de minuscules fibres optiques pour délivrer des impulsions lumineuses aux neurones.
Ils ont trouvé une manière ingénieuse d'étiqueter le réseau physique de neurones lié à un engramme de mémoire spécifique pour une expérience particulière en s'assurant que la protéine activée par la lumière ne serait exprimée que dans les neurones impliqués dans l'apprentissage expérientiel.
Les souris ont ensuite été autorisées à pénétrer dans un nouvel environnement et ont reçu un petit choc au pied après quelques minutes d'exploration, ce qui leur a appris à craindre l'environnement particulier dans lequel elles ont vécu le choc.
Les chercheurs ont ensuite étiqueté les cellules cérébrales avec ChR2, qui ont été activées au moment où les souris ont eu peur et ont observé que ces neurones impliqués dans la mémoire de peur étaient activés lorsque les souris ont ensuite été exposées à des impulsions lumineuses et que les souris adoptèrent rapidement un accroupissement défensif et immobile.
Le résultat de cette congélation induite par la lumière indique que les animaux ont en effet rappelé le souvenir d'un choc et ont perçu une reproduction d'une mémoire effrayante, même si la mémoire était artificiellement réactivée. Liu commente:
"Nos résultats montrent que les mémoires résident réellement dans des cellules cérébrales très spécifiques et que, simplement en réactivant ces cellules par des moyens physiques, tels que la lumière, une mémoire entière peut être rappelée."

Tonegawa se réfère au philosophe français du 17ème siècle qui a écrit: "Je pense, donc je suis", en disant:
"René Descartes ne croyait pas que l'esprit puisse être étudié en tant que science naturelle. Il avait tort. Cette méthode expérimentale est la manière ultime de démontrer que l'esprit, comme le rappel de la mémoire, est basé sur des changements de matière."

L'approche pourrait également être utilisée lors de l'étude des troubles neurodégénératifs et neuropsychiatriques.
Ramirez dit:
"Plus nous en savons sur les pièces en mouvement qui composent notre cerveau, mieux nous sommes équipés pour comprendre ce qui se passe lorsque des morceaux de cerveau se décomposent."

Écrit par Petra Rattue

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