Vous visitez Rome pour la première fois et vous retrouvez devant le Colisée par une chaude journée de juillet. Cette image va se fixer dans votre mémoire. Votre cerveau « encode » ce souvenir : il le grave et va le stocker quelque part dans vos neurones. Mais comment s’y prend-il ? Des années plus tard, les images, les sons et les odeurs, affluent alors en masse, recréant soudain la sensation d’être face au monument en question. Vous vous rappelez alors ce souvenir, mais par quel mécanisme ?
Selon une étude américaine, dans votre cerveau, le souvenir a voyagé aussi. Au moment de l’encodage, il a été transporté par une onde électrique engendrée par votre cerveau, appelée "onde voyageuse". Celle-ci s’est déplacée depuis le point d’entrée du souvenir situé au niveau de la tempe (dans une zone appelée "hippocampe") jusqu’à l’avant de votre cerveau, dans le lobe frontal. Puis, quand récupérez ce souvenir, l’onde parcourt le chemin inverse pour vous le rapporter. Et vous l’avez devant vos yeux.
À l’université de New York, un groupe de quatre scientifiques a pratiqué des expériences d’électrocorticographie : il s’agit d’une technique qui consiste à implanter de minuscules électrodes à la surface du cerveau de volontaires et à enregistrer les décharges électriques produites par ces cellules nerveuses quand on leur fait passer divers tests. Bien sûr, on ne réalise pas ce type d’opération uniquement pour savoir comment se déplacent les souvenirs : ces personnes doivent de toute façon être opérées du cerveau pour guérir des crises d’épilepsie, et les équipes de chercheurs en profitent simplement, avec leur accord, pour pratiquer des examens supplémentaires. Ces derniers ont donc placé des électrodes d’enregistrement à la surface du cortex de 93 patients et leur ont demandé d’apprendre des listes de mots, puis, après un temps d’attente, d’en restituer de mémoire le plus possible. Ils pouvaient ainsi étudier la phase d’encodage et de récupération des souvenirs.
Les chercheurs ont alors observé qu’au moment de l’encodage, les neurones situés au niveau de la tempe émettaient des ondes à la fréquence de 10 hertz, soit dix oscillations par seconde. Or ces ondes ne restaient pas confinées aux neurones du cortex temporal : elles se déplaçaient vers l’avant du cerveau, en direction du lobe frontal, à la vitesse d’environ un mètre par seconde (3,6 km/h, à peu près la vitesse de la marche). Puis, pendant la phase de récupération des souvenirs, quand les participants cherchaient à se remémorer les mots qu’ils avaient vus dans la liste, la même onde parcourait le chemin inverse, revenant du lobe frontal vers le lobe temporal pour "rapporter le souvenir".
Que nous apprennent ces observations sur le fonctionnement de la mémoire ? Tout se passe comme si les souvenirs étaient adressés à un bureau central localisé dans le lobe frontal, prêts à être extraits par celui-ci quand il le désire. Lorsque nous voulons nous rappeler une information, cette « volonté » est typiquement exercée par le lobe frontal. Mais l’observation de cette onde apporte un autre renseignement : il s’agit d’une propagation relativement lente, comparativement à d’autres phénomènes neuronaux qui peuvent atteindre la vitesse de 100 mètres par seconde (ou 360 km/h). Ces modes de conduction de l’information neuronale empruntent probablement des chemins de surface, le long des ramifications horizontales des neurones appelées dendrites, dont la conduction est lente, et non des voies profondes mobilisant les axones à conduction rapide.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
