Le cerveau humain abrite des cellules neuronales qui associent des souvenirs précis aux endroits où ils ont été formés.
Des neuroscientifiques américains de l'Université Columbia à New York l'ont démontré pour la première fois chez des patients épileptiques, grâce à des techniques avancées de neuroimagerie.
Depuis 1971, nous savons que les environnements familiers sont encodés dans le cerveau sous forme de cartes spatiales. Le neuroscientifique John O'Keefe a alors découvert les "cellules de lieu" dans l'hippocampe, une région du cortex temporal médian impliquée dans la mémoire. Ces cellules s'activent exclusivement à un emplacement spécifique d'un environnement donné.
Imaginez votre maison : les positions de chaque pièce sont gravées dans votre mémoire. Dans l'hippocampe, chaque pièce active un groupe distinct de cellules de lieu. Ainsi, en vous déplaçant (réellement ou mentalement), ces groupes s'allument successivement.
Au-delà des lieux, des souvenirs spécifiques sont liés à chacun d'eux. Comment le cerveau gère-t-il cette association sélective ? Cette question intrigue les chercheurs depuis longtemps.
Une étude récente apporte des réponses décisives. Salman Qasim et son équipe de l'Université Columbia ont identifié chez l'humain un nouveau type de cellules : les "cellules traces-mémoire".
Ces cellules fonctionnent comme des cellules de lieu, s'activant à des positions précises. Mais leur particularité : elles ne s'allument qu'aux endroits liés au rappel d'un souvenir spécifique.
Pour cette recherche, 19 patients épileptiques, consentants et équipés d'électrodes cérébrales préalables à leur traitement, ont participé. Ils ont joué à un jeu de mémoire en réalité virtuelle sur ordinateur portable.
Via un contrôleur, ils exploraient un environnement virtuel avec quatre objets distincts à des emplacements variés. Après deux tours d'apprentissage, les objets disparaissaient. Dès le troisième tour, les participants signalaient l'emplacement supposé de chaque objet en appuyant sur un bouton.
Les cellules traces-mémoire interviennent principalement dans le rappel des souvenirs, plutôt que dans leur formation.
L'activité cérébrale a été mesurée au niveau cellulaire. Des cellules spécifiques, nommées traces-mémoire, s'activaient juste avant d'atteindre ces zones. Chacune pouvait s'activer à plusieurs endroits, selon le souvenir recherché. Ces activations n'apparaissaient qu'après les tours d'apprentissage, confirmant leur rôle dans la récupération mémorielle.
Ces cellules se situent dans le cortex entorhinal, partie de la formation hippocampal et tôt affectée dans la maladie d'Alzheimer, qui altère la mémoire.
Leur implication dans cette pathologie reste à explorer. Néanmoins, cette découverte éclaire le mécanisme de la mémoire spatiale.
Les résultats sont publiés dans la prestigieuse revue Nature Neuroscience.
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