Le cerveau humain contient des cellules cérébrales qui relient des souvenirs spécifiques à l'endroit où ces souvenirs se sont formés.
Des neuroscientifiques américains le montrent pour la première fois avec des techniques de neuroimagerie chez des patients épileptiques.
Les environnements que nous connaissons sont intériorisés dans le cerveau comme une sorte de cartes spatiales (comparez-les avec des cartes) de ces environnements. Nous le savons depuis 1971, lorsque le neuroscientifique anglo-américain John O'Keefe a découvert que l'hippocampe, une région cérébrale du cortex temporal médial impliquée dans la mémoire, contenait des «cellules de lieu». Les cellules de lieu sont des cellules cérébrales sensibles à l'environnement qui ne deviennent actives qu'à un endroit spécifique dans un environnement.
Pour visualiser cela, considérez votre propre maison, dont les emplacements des pièces individuelles sont probablement bien mémorisés. Dans l'hippocampe, chaque chambre est représentée par un groupe différent de cellules de lieu. Ainsi, lorsque vous vous promenez dans votre propre maison (dans la vie réelle ou dans l'imaginaire), différents groupes de cellules de lieu s'activent successivement.
Mais non seulement différents emplacements d'un environnement connu sont stockés dans la mémoire; les souvenirs peuvent également être récupérés de manière sélective à partir de chacun de ces emplacements. Dans votre maison, chaque pièce est associée à des souvenirs spécifiques que vous avez. Comment le cerveau gère cela est un mystère et en même temps une question de longue date en science du cerveau.
Une nouvelle étude a fait un grand pas en avant pour élucider ce mystère. Le neuroscientifique Salman Qasim et ses collègues de l'Université de Columbia à New York ont découvert un nouveau type de cellules cérébrales chez l'homme, qu'ils ont appelé «cellules traces mémoire».
Ces cellules de trace mémoire nouvellement découvertes se comportent comme des cellules de lieu, en ce sens qu'elles deviennent actives à des emplacements spécifiques dans un environnement. Mais il y a une différence importante. Contrairement aux cellules de lieu, les cellules de trace de mémoire ne deviennent actives qu'aux emplacements pertinents pour récupérer une mémoire spécifique.
Pour tester cela, les chercheurs ont pris des mesures chez 19 patients hospitalisés pour épilepsie, qui ont tous donné leur consentement écrit pour participer à l'étude. Avant leur traitement, ces patients avaient déjà des électrodes dans leur cerveau, que les chercheurs utilisaient pour surveiller l'activité cérébrale.
Les patients devaient jouer à un jeu de mémoire en réalité virtuelle sur un ordinateur portable alors qu'ils étaient au lit avec les électrodes dans leur cerveau. À l'aide d'un contrôleur portable, ils se sont déplacés dans un environnement virtuel dans lequel il y avait quatre objets différents, chacun dans un endroit différent. Après deux tours de familiarisation à travers l'environnement, les objets disparaissaient, et à partir du troisième tour les participants devaient indiquer, en appuyant sur un bouton, quand ils se trouvaient à l'endroit où ils pensaient avoir rencontré l'un des quatre objets auparavant.
Les cellules de trace de la mémoire sont principalement impliquées dans la récupération des souvenirs, plutôt que dans la "formation" de ces souvenirs
Dans le même temps, leur activité cérébrale a été mesurée avec précision jusqu'à la cellule cérébrale. Il s'est avéré que certaines cellules cérébrales, les cellules que les chercheurs ont appelées plus tard les cellules de trace mémoire, sont devenues actives juste avant d'atteindre ces endroits. Fait intéressant, chaque cellule de trace de mémoire pourrait être activée à plusieurs endroits. Le fait qu'une cellule de trace de la mémoire soit devenue active à un endroit particulier dépendait du fait qu'il s'agissait de l'endroit où le participant pensait que l'objet à rechercher était apparu précédemment.
De plus, les cellules de trace mémoire ne sont devenues actives qu'après les deux premiers tours. En d'autres termes, ils ne sont devenus actifs que pendant les tours où les objets avaient disparu. Ainsi, les cellules de trace de la mémoire semblaient être particulièrement impliquées dans la récupération des souvenirs, plutôt que dans la "formation" de ces souvenirs.
Les cellules traces mémoire ont été trouvées dans le cortex entorhinal, une région du cerveau qui fait partie de la formation hippocampique et est fortement liée à l'hippocampe lui-même. Le cortex entorhinal est connu, entre autres, pour être l'une des premières zones du cerveau à être touchée chez les personnes atteintes de la maladie d'Alzheimer, une forme de démence qui entraîne des troubles de la mémoire.
La question de savoir si les cellules traces mémoire jouent un rôle dans l'évolution de la maladie d'Alzheimer doit être étudiée dans le cadre de recherches ultérieures. En tout cas, avec la découverte de ces cellules on en comprend un peu plus sur le fonctionnement de la mémoire dans le cerveau.
Les résultats sont publiés dans la revue scientifique Nature Neuroscience .
