Dans les années à venir, nos souvenirs personnels de la pandémie de COVID-19 seront probablement gravés dans nos esprits avec précision et clarté, distincts des autres souvenirs de 2020.
Le processus qui rend cela possible a échappé aux scientifiques pendant de nombreuses décennies, mais les recherches menées par l'Université de Bristol ont fait une percée dans la compréhension de la façon dont les souvenirs peuvent être si distincts et durables sans s'embrouiller.
L'étude, publiée dans Communications de la nature, décrit un mécanisme d'apprentissage nouvellement découvert dans le cerveau qui stabilise les souvenirs et réduit les interférences entre eux. Ses résultats fournissent également un nouvel aperçu de la façon dont les humains forment les attentes et font des prédictions précises sur ce qui pourrait se passer à l'avenir.
Les souvenirs sont créés lorsque les connexions entre les cellules nerveuses qui envoient et reçoivent des signaux du cerveau sont renforcées. Ce processus a longtemps été associé à des modifications des connexions qui excitent les cellules nerveuses voisines de l'hippocampe, une région du cerveau cruciale pour la formation de la mémoire.
Ces connexions excitatrices doivent être équilibrées avec des connexions inhibitrices, qui amortissent l'activité des cellules nerveuses, pour un fonctionnement cérébral sain.
Le rôle des modifications de la force de connexion inhibitrice n'avait pas été précédemment pris en compte et les chercheurs ont découvert que les connexions inhibitrices entre les cellules nerveuses, appelées neurones, peuvent être renforcées de la même manière.
En collaboration avec des neuroscientifiques computationnels de l'Imperial College de Londres, les chercheurs ont montré comment cela permet la stabilisation des représentations de la mémoire.
Leurs découvertes révèlent pour la première fois comment deux types différents de connexions inhibitrices (à partir des neurones exprimant la parvalbumine et la somatostatine) peuvent également varier et augmenter leur force, tout comme les connexions excitatrices.
De plus, la modélisation informatique a démontré que cet apprentissage inhibiteur permet à l'hippocampe de stabiliser les changements de force de connexion excitatrice, ce qui empêche les informations interférentes de perturber les souvenirs.
Nous étions tous très excités lorsque nous avons découvert que ces deux types de neurones inhibiteurs pouvaient modifier leurs connexions et participer à l'apprentissage. Il fournit une explication de ce que nous savons tous être vrai; que les souvenirs ne disparaissent pas dès que nous rencontrons une nouvelle expérience. Ces nouvelles découvertes nous aideront à comprendre pourquoi c'est. «
Dr Matt Udakis, premier auteur de l'étude et associé de recherche, École de physiologie, pharmacologie et neurosciences, Université de Bristol
« La modélisation informatique nous a donné un nouvel aperçu important sur la façon dont l'apprentissage inhibiteur permet aux souvenirs d'être stables dans le temps et de ne pas être sensibles aux interférences. C'est vraiment important car il était auparavant difficile de savoir comment des mémoires séparées peuvent rester précises et robustes. »
La recherche a été financée par le Conseil de recherche sur la biotechnologie et les sciences biologiques de l'UKRI, qui a octroyé aux équipes des fonds supplémentaires pour développer cette recherche et tester leurs prédictions à partir de ces résultats en mesurant la stabilité des représentations de la mémoire.
L'auteur principal, le professeur Jack Mellor, professeur en neurosciences au Center for Synaptic Plasticity, a déclaré: «Les souvenirs forment la base de nos attentes concernant les événements futurs et nous permettent de faire des prédictions plus précises.
Ce que le cerveau fait constamment, c'est faire correspondre nos attentes à la réalité, découvrir où se produisent les discordances et utiliser ces informations pour déterminer ce que nous devons apprendre.
«Nous pensons que ce que nous avons découvert joue un rôle crucial dans l’évaluation de la précision de nos prévisions et, par conséquent, des nouvelles informations importantes.
Dans le climat actuel, notre capacité à gérer nos attentes et à faire des prévisions précises n'a jamais été aussi importante. «
«C'est également un excellent exemple de la façon dont la recherche à l'interface de deux disciplines différentes peut fournir une science passionnante avec des informations vraiment nouvelles. Les chercheurs en mémoire de Bristol Neuroscience forment l'une des plus grandes communautés de recherche axée sur la mémoire au Royaume-Uni, couvrant un large éventail de expertise et approches.
Ce fut une excellente occasion de travailler ensemble et de commencer à répondre à ces grandes questions, auxquelles les neuroscientifiques se débattent depuis des décennies et qui ont de vastes implications. «
La source:
Référence du journal:
Udakis, M., et al. (2020) La plasticité spécifique aux interneurones au niveau des synapses inhibitrices de la parvalbumine et de la somatostatine sur les neurones pyramidaux CA1 façonne la production de l'hippocampe. Communications de la nature. doi.org/10.1038/s41467-020-18074-8.
