Comment le cerveau choisit ce qu’il retient
Une récente étude(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), soutenue par les projets MemOpt et SLEEPAWAY financés par l’UE, révèle que le cerveau marque probablement certaines expériences au moment de l’apprentissage afin de mieux consolider les souvenirs pendant le sommeil. Publiée dans la revue «PLOS Biology», cette étude apporte un nouvel éclairage sur les mécanismes neuronaux qui permettent au cerveau de déterminer quelles informations seront conservées. Nos souvenirs ne sont pas une simple reproduction des événements de la journée, ils constituent plutôt une sélection des expériences les plus marquantes. Ce tri adaptatif reposerait sur un mécanisme de marquage au moment de l’apprentissage où certains souvenirs sont marqués comme importants et privilégiés lors de leur consolidation pendant les périodes de repos, notamment le sommeil. Sans ce mécanisme de sélection, le cerveau risquerait la saturation et ne pourrait plus distinguer les informations essentielles du flot d’expériences quotidiennes. Des études menées sur les animaux ont montré que la nouveauté, la répétition et la récompense influencent les souvenirs marqués pour être traités pendant le sommeil. Chez l’humain, toutefois, les preuves directes de l’existence d’un mécanisme similaire faisaient jusqu’ici défaut. Cette nouvelle étude comble cette lacune en apportant les premières preuves neuronales claires que le cerveau humain prépare effectivement certains souvenirs, au moment même où ils se forment, en vue de les renforcer pendant la nuit. «Nous ignorons encore comment le cerveau décide de ce qu’il est important de retenir et de ce qu’il peut oublier», expliquent les auteurs de l’étude dans un communiqué de presse publié sur «EurekAlert!»(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). «Ces nouveaux résultats contribuent à répondre à cette question en mettant pour la première fois en évidence une signature de l’activité neuronale qui indique au cerveau quelles expériences traiter pendant le sommeil pour les transformer en souvenirs à long terme.»
Décoder les signaux cérébraux liés à la mémoire
Pour étudier ce mécanisme de sélection des souvenirs, les chercheurs ont recruté 31 jeunes adultes en bonne santé et ont utilisé l’électroencéphalographie (EEG) pour mesurer l’activité cérébrale pendant que les participants apprenaient des associations entre des images d’objets et des mots. Les participants devaient restituer ces associations immédiatement, puis une nouvelle fois après une pause de deux heures. L’expérience a été répétée durant deux séances distinctes. Lors de l’une des séances, les participants pouvaient faire une sieste; lors de l’autre, ils regardaient des documentaires sur la nature. Les chercheurs ont ainsi pu comparer la rétention des informations après une période de sommeil et après une période d’éveil. Ils ont analysé les données EEG pour repérer les états cérébraux présents au moment de l’apprentissage et associés aux souvenirs ensuite consolidés pendant le sommeil. Ils ont ainsi pu mettre en relation les oscillations répétitives enregistrées pendant l’apprentissage avec les éléments dont les participants se souvenaient après la période de repos. Les associations entre les mots et les objets accompagnées d’oscillations thêta, comprises entre 3 et 8 Hz pendant l’apprentissage, avaient davantage de chances d’être retenues après une période de sommeil, mais pas après une période d’éveil. Cette activité thêta prédisait également un couplage plus marqué entre les oscillations lentes et les fuseaux du sommeil, de brèves bouffées d’activité neuronale observées pendant le sommeil. Ces phénomènes étaient eux-mêmes associés à de meilleures performances mnésiques après le sommeil. Bien que les chercheurs n’aient évalué les souvenirs qu’au bout de deux heures, leurs résultats suggèrent que les oscillations thêta constituent le signal neuronal par lequel le cerveau sélectionne les expériences à consolider pendant la nuit. «Nos nouveaux résultats éclairent d’un jour nouveau les processus cérébraux qui déterminent ce dont nous nous souvenons finalement. Ils pourraient aussi ouvrir de nouvelles pistes pour comprendre et traiter des troubles psychiques courants, comme la dépression», affirment les auteurs. Le projet MemOpt (Optimising memory: Understanding the role of sleep in selective memory strengthening) s’est achevé en 2024. Le projet SLEEPAWAY (Forgetting unwanted memories in sleep) se poursuit jusqu’en 2030. Pour plus d’informations, veuillez consulter: projet MemOpt projet SLEEPAWAY
