Comment récupérer des souvenirs perdus 07.06.2015

Le plus souvent, quand on parle d'amnésie, on entend sa variété antérograde ou rétrograde. Il est facile de les distinguer: amnésie antérograde - une violation de la mémoire sur ce qui s'est passé après le début de la maladie; rétrograde - mémoire altérée de ce qui s'est passé avant le début de la maladie. Les deux peuvent arriver à une personne en raison d'une lésion cérébrale, d'un stress intense ou d'une maladie neurologique grave (par exemple, le syndrome d'Alzheimer). De toute évidence, la cause spécifique de l'amnésie est que certains neurones liés à l'enregistrement et au stockage d'informations, pour une raison quelconque, cessent de fonctionner comme ils le devraient. Mais quelle est l'essence de ces problèmes ? Certains (et la plupart) défendent l'hypothèse selon laquelle l'information est simplement perdue des circuits neuronaux de sorte qu'elle ne peut pas être récupérée. D'autres croient qu'il s'agit ici d'un problème d'accès, que l'information est toujours dans la mémoire du cerveau, mais qu'elle est bloquée et que nous ne pouvons pas y accéder.

Apparemment, l'hypothèse d'un accès bloqué est toujours vraie - les résultats des expériences de Susumu Tonegawa et des employés de son laboratoire au Massachusetts Institute of Technology parlent en sa faveur. Tonegawa lui-même a reçu le prix Nobel en 1987 pour la découverte du principe génétique de la formation de la diversité des anticorps, mais est ensuite passé aux mécanismes de la mémoire cellulaire. Et ici, lui et ses collègues ont obtenu un succès exceptionnel. Ainsi, par exemple, l'année dernière, ils ont publié plusieurs articles dans lesquels ils décrivaient comment le cerveau se souvient de la séquence d'événements et comment la mémoire de travail est corrigée lorsque nous réalisons soudainement que nous avons fait quelque chose de mal. Enfin, dans leur article Nature l'année dernière, ils parlaient de reprogrammer la mémoire émotionnelle : en influençant les neurones de l'hippocampe, les chercheurs ont pu littéralement transformer les mauvais souvenirs en bons.

En 2012, le groupe de Tonegawa a pu confirmer l'existence de cellules engrammes dans l'hippocampe (l'un des principaux centres de mémoire). Un engramme est compris comme une trace laissée par un stimulus ; si nous parlons de neurones, alors un signal répété - un son, une odeur, un certain environnement, etc. - devrait provoquer des changements physiques et biochimiques en eux. Si le stimulus est ensuite répété, alors la "trace" est activée, et les cellules dans lesquelles elle est présente rappelleront toute la mémoire de la mémoire. En d'autres termes, nos neurones engrammes ("clés") sont responsables de l'accès aux informations enregistrées, et pour qu'ils fonctionnent eux-mêmes, ils doivent être affectés par un signal clé. Mais, en plus, de telles cellules doivent être capables de conserver en quelque sorte des traces de stimuli. En pratique, cela signifie que les synapses intercellulaires doivent être renforcées entre les cellules engrammes : plus elles sont fortes, plus le signal passera de manière fiable entre elles, plus les neurones se souviendront d'un certain stimulus. Cependant, jusqu'à récemment, il n'y avait aucune confirmation expérimentale ici - personne ne savait si des changements biochimiques spécifiques se produisaient réellement dans ces neurones associés à la mémorisation d'un stimulus.

Les chercheurs ont utilisé les mêmes méthodes d'optogénétique qui leur avaient permis de confirmer l'existence même de cellules "clés" il y a quelques années. Rappelons que l'essence de l'optogénétique est qu'un neurone introduit une protéine photosensible qui forme un canal ionique dans la membrane cellulaire : un signal lumineux ouvre le canal, les ions sont redistribués de part et d'autre de la membrane, et le neurone soit « s'allume », soit "s'endort", selon ce qui est nécessaire dans une expérience particulière. Tout d'abord, ils ont trouvé des cellules dans l'hippocampe de souris qui activaient des souvenirs lorsqu'elles étaient elles-mêmes activées par la lumière. Dans ces cellules, comme l'écrivent les auteurs de l'ouvrage dans leur article dans Science, les connexions intercellulaires ont vraiment augmenté - en d'autres termes, elles ont formé ensemble un commutateur neuronal qui, sur un signal, a ouvert l'accès à un certain bloc d'informations. Un contact intercellulaire accru signifie que la cellule a besoin de plus de protéines qui servent la synapse, c'est-à-dire que tout repose sur le processus de biosynthèse des protéines. La synthèse dans les neurones a été désactivée avec un antibiotique, et cela a été fait immédiatement après que la souris ait mémorisé quelque chose. Les synapses dans ce cas sont restées fragiles et, plus important encore, la souris ne pouvait se souvenir de rien le lendemain lorsqu'elle a été exposée au même stimulus qui était actif pendant l'entraînement. Il s'est avéré une véritable amnésie rétrograde - le souvenir de ce qui s'est passé avant la disparition du traitement antibiotique, et il était impossible de le restaurer à l'aide de stimuli ordinaires.

Mais les mêmes cellules engrammes qui étaient censées répondre à un stimulus clé et qui étaient silencieuses en raison de synapses affaiblies portaient des modifications optogénétiques. Et maintenant, s'ils étaient activés à l'aide d'une impulsion lumineuse, la mémoire des animaux revenait. Si nous écartons les détails sur les cellules de commutation spéciales, les synapses et la synthèse des protéines, il s'avère que les neuroscientifiques ont restauré la mémoire à l'aide d'un flash lumineux au cerveau.

Mais l'accent doit toujours être mis sur les neurones à engrammes, aussi étrange que puisse paraître leur nom pour une audition inhabituelle. Auparavant, le laboratoire de Tonegawa a pu montrer que non seulement une cellule est responsable de l'activation de la mémoire, mais un circuit neuronal de plusieurs de ces neurones. Sur la base des nouvelles données, les chercheurs proposent le schéma suivant de l'organisation de la mémoire dans le cerveau des mammifères (et, peut-être, en général, chez la plupart des animaux dotés d'un système nerveux central). Son point principal est que différentes structures sont responsables du stockage et de l'activation de la mémoire - des groupes de cellules d'engrammes s'occupent d'autres circuits neuronaux qui stockent des blocs d'informations, et les neurones d'activation peuvent en quelque sorte être comparés aux bibliothécaires prêtant des livres à la demande. De plus, la relation entre les neurones d'activation et les neurones de stockage peut être différente, par exemple, un réseau d'activation peut agir sur plusieurs unités de mémoire à la fois, et les relations spécifiques entre ceux-ci et les autres doivent encore être étudiées correctement.

Bien sûr, cela ne signifie pas que la détérioration ou la perte de mémoire est uniquement due à des dysfonctionnements dans les cellules d'engrammes, des problèmes peuvent également commencer dans le "stockage principal". Cependant, d'un point de vue pratique, il est toujours utile de savoir sur quelles cellules nerveuses il faut agir pour restaurer des souvenirs oubliés depuis longtemps, car il se peut que les souvenirs eux-mêmes n'aient pas disparu, il suffit de " réveillent » les cellules qui en sont responsables.