Le sommeil, architecte de la mémoire
18/02/08

L’équipe du Centre de Recherches du Cyclotron de l'Université de Liège s'efforce depuis plusieurs années d'élucider les liens entre le sommeil et la mémoire. Deux articles récents, publiés respectivement dans PNAS et dans PLOS Biology, apportent un éclairage nouveau sur la consolidation à long terme des souvenirs. Dans un de leurs articles, les chercheurs liégeois posent un regard particulier sur les souvenirs émotionnels.

Sommeil MemoireDepuis quelques années déjà, l'équipe de Pierre Maquet, directeur de recherches au FNRS, s'intéresse aux relations entre le sommeil et la mémoire. Réalisés pour la plupart au Centre de Recherches du Cyclotron (CRC) de l'Université de Liège, les travaux concernés ont donné lieu à plusieurs publications dans des revues prestigieuses comme Nature Neuroscience, Neuron ou le Journal of Neuroscience. Ils mirent en évidence que le sommeil participe de façon originale à la consolidation de nos souvenirs. En être privé durant la nuit suivant un apprentissage diurne amoindrit significativement nos performances mnésiques.

Très récemment, les résultats de nouvelles recherches de l'équipe de Pierre Maquet ont été publiés dans les revues PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America – novembre 2007) et PLOS Biology (octobre 2007).

L'amnésie de H.M.

Les travaux décrits dans PNAS portent sur les liens entre le sommeil et la consolidation des souvenirs en mémoire à long terme. Pour comprendre les tenants et aboutissants de cette recherche, un flash-back s'impose. Il met en scène un patient célèbre étudié par la neuropsychologie : H.M. Souffrant d'une épilepsie sévère dont les foyers se situaient dans les deux hippocampes – un par hémisphère cérébral -, ce patient subit dans les années 50 une résection chirurgicale de ces deux régions. L'épilepsie disparut. Toutefois, le prix à payer par H.M. fut très lourd. En effet, le malheureux se retrouva en proie à une amnésie antérograde – incapacité d'acquérir de nouveaux souvenirs -, mais aussi à une amnésie rétrograde, qui lui interdit depuis lors l'accès aux souvenirs acquis avant la lobectomie temporale. Tous les souvenirs ? Non, pas les plus anciens ni ceux relevant des apprentissages procéduraux.

Comme l'explique Pierre Maquet, le cas de H.M. a montré, d'une part, que l'hippocampe entretient une relation étroite avec une forme particulière de mémoire, la mémoire déclarative, et, d'autre part, que les souvenirs les plus anciens ne dépendent plus de l'hippocampe.

Chez H.M., les souvenirs perdus concernaient plusieurs années précédant la résection des hippocampes. Depuis, d'autres patients atteints d'une amnésie rétrograde, notamment à la suite d'une encéphalite herpétique ayant touché l'hippocampe de chaque hémisphère cérébral, ont été étudiés. De leur observation, il se dégage que la période pour laquelle la mémoire est totalement défaillante varie, selon les cas, de quelques semaines à plusieurs années. Autrement dit, durant un certain temps, nos souvenirs sont dépendants de l'hippocampe, lequel, c'est l'hypothèse en vigueur, remplirait un rôle transitoire dans la mémoire déclarative.

Soit un souvenir déclaratif de nature purement épisodique : hier, j'ai mangé un bon steak au restaurant avec mon cousin. Chaque élément de ce souvenir est sans doute encodé dans une région différente du cortex. Par exemple, le visage de mon cousin dans le gyrus fusiforme. Chacune de ces aires corticales s'activerait pour participer à l'encodage d'une composante du souvenir et, selon la théorie classique de la consolidation mnésique de la mémoire épisodique, l'hippocampe jouerait le rôle de chef d'orchestre, lierait les éléments ainsi encodés pour les assembler en un épisode unique.

Aux termes de cette théorie, pour qu'un tel souvenir se maintienne à long terme, il faut qu'il soit progressivement réorganisé au sein des circuits cérébraux. Un mécanisme possible de cette réorganisation consisterait en une réactivation de l'hippocampe et, par là même, des aires corticales impliquées dans le souvenir, lesquelles déchargeront de façon simultanée. Or, en fonction du postulat de Hebb, les régions du cortex qui s'activent ensemble de manière synchrone se connectent. Que dit alors la théorie classique de la consolidation mnésique de la mémoire épisodique ? Au fur et à mesure des réactivations, les connexions intracorticales se renforcent, tandis que les connexions hippocampo-corticales s'affaiblissent, de sorte que, à long terme, la mémoire épisodique serait essentiellement sous la dépendance du cortex.

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