Nos cerveaux semblent se rappeler pendant le sommeil

Lorsqu'ils sont endormis ou sous anesthésie, une partie du cerveau humain se comporte comme s'il se souvenait de quelque chose, rapportent des chercheurs de l'UCLA dans le journal. Neuroscience de la nature.
Les auteurs ont déclaré que leurs découvertes vont à l'encontre des théories conventionnelles concernant la consolidation de la mémoire pendant notre sommeil.
Le chef d'équipe, Mayank R. Mehta, professeur de neurophysique dans les départements de neurologie, neurobiologie, physique et astronomie de l'UCLA, et ses collègues ont mesuré plusieurs parties du cerveau impliquées dans la formation de la mémoire pour l'activité neuronale. pour l'activité en même temps. En faisant cela, ils ont pu déterminer quelle région du cerveau activait d'autres zones, ainsi que la propagation exacte de cette activation.
Des chercheurs de l'Université de Heidelberg en Allemagne et de l'Institut Max Planck de recherche médicale et de James McFarland de l'Université Brown ont également participé à cette étude.
L'expérience sur les animaux, qui a été réalisée sur des souris, s'est concentrée sur trois régions du cerveau connectées:

• Le néocortex (nouveau cerveau)
• L'hippocampe (vieux cerveau)
• Le cortex entorhinal - une zone cérébrale intermédiaire reliant les deux parties mentionnées ci-dessus

Mehta a expliqué que des études antérieures avaient montré un dialogue entre le nouveau et l'ancien cerveau pendant que les gens dorment, ce qui était considéré comme vital pour la formation de la mémoire. cependant, personne n'avait essayé de déterminer quelle pouvait être la contribution du cortex entorhinal à ce dialogue, qui "s'est avéré être un changeur de jeu".
Les scientifiques ont découvert que le cortex entorhinal présentait une «activité persistante», ce qui, selon les experts, intervient dans la mémoire de travail pendant que nous sommes éveillés, comme cela peut arriver lorsque nous nous concentrons soigneusement sur un numéro de téléphone ou des instructions. nous venons de lire sur une carte.
Mehta a déclaré: "La grande surprise est que ce type d'activité persistante se produit pendant le sommeil, pratiquement tout le temps. Ces résultats sont tout à fait nouveaux et surprenants. En fait, cette activité persistante semblable à la mémoire s'est produite dans le cortex entorhinal même anesthésie."
Nous passons un tiers de notre temps à dormir, a expliqué Mehta. Leurs résultats sont donc importants - la privation de sommeil a un effet néfaste sur la santé, y compris l'apprentissage et la mémoire.
Des études antérieures avaient montré que l'hippocampe et le néocortex "se parlent" pendant que nous dormons. Les experts estiment que ce dialogue est un contributeur majeur à la formation des mémoires ou à la consultation de la mémoire. Cependant, l'interprétation de ce dialogue entre les deux zones du cerveau n'a jamais été faite.

Le cerveau est toujours très actif pendant notre sommeil? Pourquoi?

Mehta a expliqué:

"Quand vous allez dormir, vous pouvez rendre la pièce sombre et silencieuse et bien qu’il n’y ait aucune entrée sensorielle, le cerveau est toujours très actif. Nous voulions savoir pourquoi cela se passait et ce que différentes parties du cerveau se disaient . "

Pour cette étude, les chercheurs ont réussi à développer un système de surveillance très sensible qui les a aidés à suivre l'activité neuronale dans chacune des trois zones du cerveau en même temps, y compris l'activité d'un neurone unique.
Leur surveillance était si sensible qu'ils pouvaient déchiffrer les communications précises, même lorsque les neurones semblaient relativement silencieux. Grâce à une analyse mathématique sophistiquée, ils ont pu déchiffrer les conversations complexes.

Activité spontanément persistante

Le néocortex passe 90% de notre temps de sommeil dans une courbe lente. L'activité fluctue lentement entre les états actif et dormant, environ une fois par seconde. Les chercheurs se sont concentrés sur la zone du cerveau qui comporte de nombreuses parties. le cortex entorhinal.
L'activité néocorticale se reflétait dans la partie externe du cortex entorhinal, mais la partie interne du cortex entorhinal se comportait différemment. Les neurones sont restés dans leur état actif dans le cortex entorhinal interne, même lorsque la partie externe s'est calmée - "comme si les neurones se rappelaient quelque chose que le néocortex avait récemment dit". Les scientifiques ont appelé ce phénomène "activité spontanément persistante". De plus, cette activité spontanée persistante a également rendu les neurones de l'hippocampe très actifs.
L'hippocampe est devenu plus calme lorsque le néocortex était actif. Les données recueillies par les scientifiques leur ont fourni une interprétation claire de la manière dont le "dialogue" entre les différentes parties du cerveau s'est produit.
Mehta a dit:

"Pendant le sommeil, les trois parties du cerveau se parlent de manière très complexe. Les neurones entorhinaux ont montré une activité persistante, se comportant comme s’ils se souvenaient de quelque chose même sous anesthésie lorsque les souris ne pouvaient sentir ou sentir quoi que ce soit. , cette activité persistante durait parfois plus d'une minute, une énorme échelle de temps dans l'activité cérébrale, qui change généralement à l'échelle du millième de seconde. "

Le cortex entorhinal - le troisième acteur clé de ce dialogue complexe

Les théories ont supposé que l'hippocampe parle et conduit le néocortex - cette étude conteste cela. Au lieu de cela, il indique qu'il existe un troisième acteur clé dans ce dialogue complexe - le cortex entorhinal, et que le néocortex entraîne le cortex entorhinal, qui à son tour semble se comporter comme s'il rappelait quelque chose. Cela, à son tour, semble conduire l'hippocampe, alors que d'autres modèles d'activité l'éteignent.
Mehta a commenté:

"C'est une toute nouvelle façon de penser la théorie de la consolidation de la mémoire. Nous avons découvert qu'un nouveau joueur est impliqué dans ce processus et qu'il a un impact énorme. Et ce troisième joueur est piloté par le néocortex et non par l'hippocampe.Cela suggère que tout ce qui se passe pendant le sommeil ne se passe pas comme nous le pensions. Il y a plus d'acteurs impliqués, le dialogue est beaucoup plus complexe et la direction de la communication est à l'opposé de ce que l'on pensait. "

Mehta estime que ce processus, qui se produit pendant que nous dormons, est un moyen de se débarrasser des ordures, en supprimant les souvenirs encombrés et inutiles et en effaçant les données non pertinentes traitées et rassemblées au cours de la journée.
Ce processus de «désencombrement» se traduit par des mémoires pertinentes et importantes qui deviennent plus importantes et plus faciles d’accès. La maladie d'Alzheimer commence dans le cortex entorhinal. Les patients atteints de la maladie d'Alzheimer souffrent de troubles du sommeil. Mehta et son équipe pensent que leurs conclusions peuvent avoir des implications dans ce domaine.
Mehta et ses collègues envisagent de poursuivre cette recherche et d'essayer de découvrir les mécanismes derrière les activités cérébrales qu'ils ont découverts et de déterminer si de telles activités pourraient avoir un impact sur les performances comportementales ultérieures.
Les auteurs ont écrit:

«Ces résultats fournissent la première preuve directe de l’activité persistante dans les neurones de la couche corticale entorhinale interne et révèlent sa contribution aux interactions cortico-hippocampiques, qui pourraient être impliquées dans la mémoire de travail et l’apprentissage de longues séquences comportementales dormir."

Ecrit par Christian Nordqvist