Les souvenirs se stockent dans notre cerveau. Il s’agit d’informations qui dérivent d’expériences et qui s’incorporent dans notre cerveau. Cette incorporation se fait sous forme de modifications dans des ensembles de cellules, qu’on appelle cellules d’engramme. Cependant, les mécanismes de ces modifications restaient mal connus.
Les cellules d’engramme sont des neurones spécifiques. Ils s’activent au cours d’une expérience vécue et subissent des modifications physiques et chimiques durables. Ils peuvent ensuite être réactivés de manière sélective pour produire la récupération de cette expérience, c’est-à-dire un souvenir. Il est également possible de les inhiber si l’on ne souhaite pas se remémorer cette expérience.
Une théorie postulée il y a plus de 100 ans estime qu’on peut définir les cellules d’engramme, ou simple engramme, comme la "substance" de notre mémoire. Il s’agirait donc d’une sorte de réalité physique des souvenirs. Cet engramme résulterait d’un ensemble de neurones. Plus les connexions entre ces neurones sont fortes, plus l’engramme est ancré et plus le souvenir sera durable.
Une étude précédente a cherché à démontrer l’existence de ces engrammes. Cela a permis de définir l’engramme comme l’unité de base de notre mémoire. Cependant, son fonctionnement restait encore un mystère. Les scientifiques souhaitaient notamment comprendre comment les modifications des neurones lors de la création des souvenirs pouvaient avoir lieu. En particulier, ils veulent savoir comment ces changements peuvent contenir des informations spécifiques et créer de nouveaux souvenirs.
L’inscription de l’apprentissage ou l’expérience de quelque chose de nouveau dans le cerveau, s’appelle l’encodage. Ce dernier implique diverses régions du cerveau, notamment l’hippocampe et l’amygdale. Pendant l’encodage, les connexions synaptiques entre les neurones se renforcent. Ceci permet d’avoir un groupe de neurones, qui auront plus de probabilités de s’activer ensemble. C’est la base de la formation des cellules d’engramme.
L’apprentissage, comme les souvenirs, implique la formation et la reformation continue des cellules d’engramme. Chaque nouvelle information conduit à la création de nouvelles cellules ou à la modification des cellules existantes. Cette nature très plastique et dynamique des cellules est essentielle pour l’apprentissage. Les cellules d’engramme de la mémoire sont des groupes de cellules cérébrales. Elles s’activent lors d’expériences spécifiques, se modifient et permettent ainsi d’incorporer et conserver des informations dans notre cerveau.
Mais Comment les engrammes peuvent-ils donc stocker des informations significatives sur le monde ? Pour le savoir, ces chercheurs du Tinity College de Dublin ont étudié les changements que subissent les engrammes et qui permettent d’encoder un souvenir. Pour cela, ils ont étudié une forme d’apprentissage dans laquelle deux expériences similaires deviennent liées par la nature de leur contenu. Les chercheurs ont utilisé un paradigme dans lequel les animaux apprenaient à identifier différents contextes. Il fallait ensuite qu’ils forment des associations entre eux. L’équipe a utilisé des techniques génétiques pour suivre deux populations différentes de cellules d’engramme dans le cerveau. Les scientifiques ont ensuite surveillé comment l’apprentissage se manifestait par la formation de nouvelles connexions entre ces cellules d’engramme.
Les chercheurs ont utilisé également l’optogénétique. Cette technique permet de contrôler l’activité des cellules cérébrales avec la lumière. Ils ont ainsi pu démontrer comment ces nouvelles connexions formées étaient nécessaires à l’apprentissage. Les scientifiques ont donc identifié un mécanisme moléculaire régulé par une protéine spécifique qui se situe dans la synapse et qui est impliquée dans la régulation de la connectivité entre les cellules d’engramme. Cette étude fournit donc des preuves directes que les changements dans la connectivité du câblage synaptique entre les cellules d’engramme sont considérés comme un mécanisme probable de stockage de la mémoire dans le cerveau.
Comprendre ces mécanismes cellulaires qui permettent l’apprentissage aide à comprendre comment nous formons de nouveaux souvenirs ou modifions ceux préexistants. En outre, cela permet aussi de faire progresser nos connaissances pour démêler le fonctionnement du cerveau et les mécanismes nécessaires qu’il met en œuvre pour traiter les pensées et informations. Jusqu’à présent, beaucoup de recherches postulaient que les souvenirs se stockaient dans les cellules d’engramme. Avec cette nouvelle étude, les chercheurs soutiennent plutôt que les informations s’encoderaient directement entre les cellules. L’apprentissage aurait donc lieu en modifiant le schéma du câblage du cerveau. Comme le docteur Ryan, co-auteur de l’étude, le conclut, « l’engramme n’est pas dans la cellule ; la cellule est dans l’engramme ».
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
