Le profil des impulsions neuronales et de la mémoire
Il est généralement admis que c'est l'activité d'ensembles neuronaux qui joue un rôle critique dans la formation de la mémoire. La distribution temporelle effective de cette activité est pourtant très mal connue. L'une des mesures expérimentales de cette activité est ce que l'on appelle l'impulsion neuronale, de très rapides changements de potentiel électrique enregistrés à proximité de plusieurs neurones ou d'un seul neurone. Le financement européen du prokjet TSPUMMNRPS («Temporal spiking precision underlying memory measured by neuronal recordings and photo-stimulation») a permis aux chercheurs d'étudier les effets d'une modification de ces profils d'impulsion sur la mémoire. Les chercheurs ont utilisé un modèle bien établi de mémoire spatiale (des rats effectuant un parcours dans un labyrinthe). Ils ont également développé une lignée murine transgénique pour des expériences d'optogénétique et de photo-stimulation des neurones. Par ce biais, ils ont pu perturber les caractéristiques temporelles de l'impulsion neuronale sans affecter l'émission moyenne globale pendant la réalisation d'une tâche. Pour cette lignée, un canal cationique de la membrane cellulaire reste ouvert et permet ainsi l'entrée permanente d'ions positifs dans la cellule et donc une modification de l'impulsion associée. Ces travaux ont été publiés dans la prestigieuse revue Nature Neuroscience. Les lignées sont disponibles pour toute la communauté scientifique des neurosciences. Après avoir significativement réduit le poids et la taille de l'appareil d'enregistrement, les chercheurs ont réussi à réaliser l'enregistrement d'un réseau de 512 électrodes sur le rat. Les travaux relatant ces expériences ainsi que la mise au point de l'appareil ont été publiés ou sont en passe de l'être dans des journaux renommés comme Science, Neuron, Journal of Neuroscience et Nature. Enfin, l'équipe a voulu savoir si la stimulation électrique externe pouvait être suffisante pour perturber la synchronisation des neurones émetteurs. Les chercheurs ont également développé un système capable de détecter l'évolution de l'activité épileptique dans le temps. Mieux encore, l'administration d'une stimulation électrique ajustée dans le temps a permis de faire décroître la durée de épisodes épileptiques de près de 60 %. Ces travaux et leur méthodologie ont été publiés dans la revue Science. Le projet TSPUMMNRPS, qui bénéficie d'un financement de l'UE, a ainsi placé une pièce essentielle du mécanisme de mémorisation. Par ailleurs, la méthodologie et l'instrumentation développée au cours du projet seront très précieuses lors des prochaines études sur ces mécanismes critiques tant pour le fonctionnement d'un cerveau malade que celui d'un cerveau en bonne santé.
Mots‑clés
Activité neuronale, mémoire, temporel, impulsion, photo-stimulation, transgénique, optogénétique, réseau d'électrodes, stimulation, épileptique
