Nos souvenirs sont riches en détails : nous pouvons nous rappeler avec vivacité la couleur de notre maison, l’agencement de notre cuisine ou la devanture de notre café préféré. La manière dont le cerveau code ces informations a longtemps intrigué les neuroscientifiques.
Dans une nouvelle étude menée par Dartmouth, les chercheurs ont identifié un mécanisme de codage neuronal qui permet le transfert d’informations entre les régions perceptuelles et les zones de mémoire du cerveau. Les résultats sont publiés dans Neurosciences naturelles.
Avant ces travaux, la compréhension classique de l’organisation du cerveau était que les régions perceptuelles du cerveau représentaient le monde « tel qu’il est », le cortex visuel du cerveau représentant le monde extérieur en fonction de la façon dont la lumière tombe sur la rétine, « de manière rétinotopique ». En revanche, on pensait que les zones de mémoire du cerveau représentaient des informations dans un format abstrait, dépourvu de détails sur leur nature physique. Cependant, selon les co-auteurs, cette explication ne tient pas compte du fait que, à mesure que les informations sont codées ou rappelées, ces régions peuvent en fait partager un code commun dans le cerveau.
« Nous avons découvert que les zones cérébrales liées à la mémoire codent le monde comme un « négatif photographique » dans l’espace », explique le co-auteur principal Adam Steel, chercheur postdoctoral au Département des sciences psychologiques et du cerveau et chercheur à l’Institut Neukom pour les sciences informatiques. à Dartmouth. « Et ce ‘négatif’ fait partie des mécanismes qui déplacent les informations dans et hors de la mémoire, et entre les systèmes de perception et de mémoire. »
Dans une série d’expériences, les participants ont été testés sur leur perception et leur mémoire tandis que leur activité cérébrale était enregistrée à l’aide d’un scanner d’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf). L’équipe a identifié un mécanisme de codage de type push-pull opposé, qui régit l’interaction entre les zones de perception et de mémoire du cerveau.
Les résultats ont montré que lorsque la lumière frappe la rétine, les zones visuelles du cerveau réagissent en augmentant leur activité pour représenter le motif de lumière. Les zones de mémoire du cerveau répondent également à la stimulation visuelle, mais contrairement aux zones visuelles, leur activité neuronale diminue lors du traitement du même schéma visuel.
Les co-auteurs rapportent que l’étude présente trois résultats inhabituels. La première est leur découverte selon laquelle un principe de codage visuel est préservé dans les systèmes de mémoire.
La seconde est que ce code visuel est inversé dans les systèmes de mémoire.
Lorsque vous voyez quelque chose dans votre champ visuel, les neurones du cortex visuel fonctionnent tandis que ceux du système de mémoire sont au calme. »
Caroline Robertson, auteur principal, professeur adjoint de sciences psychologiques et cérébrales à Dartmouth
Troisièmement, cette relation s’inverse lors du rappel de la mémoire. « Si vous fermez les yeux et que vous vous souvenez de ces stimuli visuels dans le même espace, vous inverserez la relation : votre système de mémoire fonctionnera, supprimant les neurones dans les régions de perception », explique Robertson.
« Nos résultats fournissent un exemple clair de la façon dont les informations visuelles partagées sont utilisées par les systèmes de mémoire pour mettre en évidence et flouter les souvenirs rappelés », déclare le co-auteur principal Ed Silson, maître de conférences en neurosciences cognitives humaines à l’Université d’Édimbourg.
À l’avenir, l’équipe prévoit d’explorer comment cette dynamique de poussée et d’attraction entre la perception et la mémoire peut contribuer aux défis rencontrés dans les conditions cliniques, y compris dans la maladie d’Alzheimer.
