Une équipe de recherche de l'hôpital universitaire Bonn (UKB), de l'Université de Bonn, et du centre médical – l'Université de Freiburg a acquis de nouvelles informations sur les processus cérébraux impliqués dans le codage et la récupération de nouveaux contenus mémoire. L'étude est basée sur des mesures de cellules nerveuses individuelles chez les personnes atteintes d'épilepsie et montre comment elles suivent un rythme interne. Les travaux ont maintenant été publiés dans la revue Nature Communications.
« Similar to members of an orchestra who follow a common beat, the activity of nerve cells appears to be linked to electrical oscillations in the brain, occurring one to ten times per second. The cells prefer to fire at specific times within these brain waves, a phenomenon known as theta-phase locking, » says first author and postdoctoral researcher at the University of Bonn, Dr. Tim Guth, who recently joined the Cognitive and Translational Neuroscience group à l'UKB du centre médical – Université de Freiburg.
L'équipe de recherche dirigée par Tim Guth et Lukas Kunz a constaté que l'interaction entre les cellules nerveuses et les ondes cérébrales est active à la fois dans l'apprentissage et la rappel de nouvelles informations – spécifiquement dans le lobe temporal médial, un domaine central pour la mémoire humaine. Cependant, dans l'étude sur la mémoire spatiale, la force du verrouillage de la phase des cellules nerveuses pendant la formation de la mémoire était indépendante de la question de savoir si les sujets de test ont ensuite pu rappeler correctement le contenu de la mémoire. « Cela suggère que le verrouillage de la phase théa est un phénomène général du système de mémoire humaine, mais ne détermine pas à lui seul le rappel réussi », explique le Prof. Dr. Lukas Kunz, un groupe de travail de neuroscience cognitif et translationnel à la Clinic for Epileptology à l'UKB et membre de la zone de recherche transdisciplinaire (TRA) « Life & Health » à l'Université de Bonn.
Interaction des cellules nerveuses et des signaux électriques
Alors que la plupart des cellules nerveuses ont toujours tiré au même moment d'oscillation, certaines cellules nerveuses ont de façon intéressante leur timing préféré entre l'apprentissage et la mémorisation. « Cela soutient la théorie selon laquelle notre cerveau peut séparer les processus d'apprentissage et de récupération au sein d'une vague de cerveau, similaire aux membres d'un orchestre qui commencent à jouer à différents moments dans un morceau de musique », explique Guth. L'étude fournit de nouvelles informations sur la façon dont les cellules nerveuses et les signaux électriques dans le cerveau interagissent pendant que de nouveaux souvenirs se forment.
Une meilleure compréhension de ces processus pourrait nous aider à long terme pour mieux comprendre les troubles de la mémoire et les traiter plus efficacement. «
Dr. Lukas Kunz, chef du groupe de travail sur les neurosciences cognitives et translationnelles à la Clinic for Epileptology à l'UKB
L'équipe de recherche a pu observer l'interaction entre les cellules nerveuses et les ondes cérébrales pendant le processus de mémoire dans l'étude en exploitant une caractéristique spéciale de la thérapie d'épilepsie. Les patients atteints d'épilepsie particulièrement difficile à traiter ont des électrodes implantées dans leur cerveau à des fins diagnostiques. L'objectif est de déterminer l'origine exacte des crises d'épilepsie afin d'obtenir de meilleurs résultats chirurgicaux. Cependant, ces électrodes implantées peuvent également être utilisées pour enregistrer l'activité cérébrale humaine au niveau des cellules individuelles. Les chercheurs ont utilisé des mesures prises au centre médical – l'Université de Freiburg et tiennent à remercier tous les patients qui ont participé à cette étude.
