Différentes formes de mémoire cohabitent au sein d'un même neurone et peuvent être manipulées séparément, montrent des chercheurs américains et canadiens, qui estiment que cette nouvelle connaissance constitue un pas de plus vers la capacité d'effacer des souvenirs douloureux.

Un texte d'Alain LabelleLes souvenirs s’impriment dans le cerveau grâce à la variation de la force de certaines synapses, ces zones de contact entre deux neurones par lesquelles passe l’influx nerveux.

Les scientifiques ne comprenaient toutefois pas comment se maintenait ce renforcement de la liaison synaptique.

Les travaux des chercheurs du Centre médical de l’Université Columbia, aux États-Unis, en collaboration avec des chercheurs de l’Institut et hôpital neurologiques de Montréal de l’Université McGill (le Neuro), permettent de mieux cerner comment les souvenirs se fixent dans la mémoire.

Effacer les mauvais souvenirs

Cette percée pourrait conduire à la mise au point de traitements soulageant les troubles anxieux et l’état de stress post-traumatique (ESPT) en effaçant de la mémoire les souvenirs pathologiques. Elle pourrait même aider à maîtriser la douleur chronique.

Le mystère de la mémorisation

Dès 2006, le neuroscientifique Todd Sacktor et ses collègues du Centre médical Downstate avaient réussi à effacer des souvenirs chez la souris en inhibant une enzyme-clé, la PKMzeta.

Les études qui ont suivi ont cependant révélé que les choses n’étaient pas si simples : des souris chez lesquelles on avait éliminé la PKMzeta génétiquement emmagasinaient des souvenirs tout à fait normalement, puisque d’autres molécules venaient pallier cette lacune.

Cet écueil ouvrait toutefois de nouvelles perspectives à notre compréhension des processus impliqués dans la mémorisation. En effet, la question que posait cette réalité était la suivante : si la mémorisation repose sur plus d’une molécule, serait-il possible d’agir sur des souvenirs bien définis en ciblant des molécules spécifiques?

D’autres découvertes importantes

Les chercheurs montréalais du laboratoire de Wayne Sossin au Neuro ont constaté que la PKMzeta, mais également une famille de molécules apparentées, pouvait fixer les souvenirs chez un mollusque appelé Aplysia californica. Ce mollusque est fort apprécié des chercheurs qui s’intéressent à des formes simples d’apprentissage et de mémorisation aux niveaux cellulaire et moléculaire, parce qu’il est doté de neurones de grande taille et d’un système nerveux simple, facile à manipuler.

Les résultats obtenus chez Aplysia sont généralement observés aussi chez les vertébrés.

Puis, au Centre médical de l’Université Columbia, les chercheurs Samuel Schacher et Jiangyuan Hu ont découvert qu’il était possible d’annuler l’entreposage cellulaire dans deux formes simples de mémoire (associative et non associative) chez Aplysia californica en procédant à diverses manipulations, ce qui semble indiquer que la fixation de chaque souvenir relève de molécules différentes.

  • La mémoire associative repose sur les liens que nous établissons entre des éléments sans rapport les uns avec les autres, par exemple la cloche qui annonce la récréation ou la fin des classes.
  • La mémoire non associative est responsable de la réaction généralisée à un stimulus évoquant une expérience antérieure, par exemple l’anxiété consécutive à un événement traumatisant.

À la suite de ces découvertes, les deux équipes ont travaillé ensemble pour déterminer si la fixation de souvenirs de nature différente pouvait relever de membres différents de la famille PKM.

Pour y arriver, les chercheurs ont stimulé deux neurones sensoriels d’Aplysia reliés par connexion synaptique à un seul et même neurone moteur : dans un cas, ils ont stimulé la mémoire associative, et dans l’autre, la mémoire non associative.

Constat : en ciblant des variants PKM spécifiques dans le neurone moteur, ils ont pu effacer séparément les souvenirs de la mémoire associative et ceux de la mémoire non associative, puisque les variants assurant le renforcement de la synapse de chacun des neurones sensoriels sont différents.

En outre, ils ont découvert qu’il était possible d’effacer des souvenirs bien définis en ciblant des variants d’autres molécules qui mettent certaines enzymes PKM à l’abri de la dégradation ou, au contraire, participent à la formation de certaines enzymes PKM.

Ces résultats montrent que différentes formes de mémoire cohabitent au sein du même neurone et que chacune peut être manipulée séparément. Il est ainsi possible d’y trouver des éléments nouveaux sur la fabrication des souvenirs et l’élimination sélective de ces derniers.

Un traitement potentiel en vue

Les chercheurs pensent qu’un traitement pourrait permettre de soigner des maladies tels les troubles anxieux et l’ESPT en effaçant les souvenirs reliés à la mémoire non associative à l’origine de la réaction physiologique inadaptée.

On pourrait éventuellement mettre au point des médicaments qui, en ciblant spécifiquement les molécules qui fixent les souvenirs de la mémoire non associative, soulageraient l’anxiété sans altérer la mémoire normale des événements passés.

Le détail de ces travaux est publié dans la revue Current Biology.

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