Les souris conservent leurs souvenirs après la perte de la moitié de leurs connexions cérébrales

Les souvenirs à long terme ne dépendent peut-être pas de la force des connexions individuelles entre les neurones, comme les neuroscientifiques le pensaient depuis longtemps. Au lieu de cela, les souvenirs semblent survivre grâce à des amas résilients d'architecture synaptique: une découverte révélée en plongeant des souris dans une hibernation artificielle et en observant la disparition de plus de la moitié de leurs connexions cérébrales tandis que leurs souvenirs restaient intacts.

L'étude, publiée jeudi dans la revue Science, a été menée par des chercheurs de l'Institut des sciences et technologies d'Okinawa (OIST) au Japon. Elle offre un nouveau cadre pour comprendre comment le cerveau conserve les informations même lorsque sa structure physique change de manière spectaculaire.livescience+2

L'hibernation comme test de résistance naturel

L'équipe de recherche, dirigée par Kazumasa Tanaka de l'Unité de recherche sur la mémoire de l'OIST, a entraîné des souris à associer un environnement spécifique à un léger choc électrique aux pattes et à s'orienter dans un labyrinthe pour trouver de la nourriture. Ils ont ensuite induit une hibernation artificielle en activant un groupe de neurones hypothalamiques identifiés dans des travaux antérieurs, ce qui a déclenché une chute rapide de l'activité métabolique et de la température corporelle.livescience

En 30 minutes, le cerveau a commencé à éliminer des synapses. En 24 heures, plus de la moitié des synapses hippocampiques, les connexions essentielles à la mémoire, avaient disparu. Pourtant, lorsque les souris se sont réveillées, elles se sont immobilisées dans l'environnement où elles avaient reçu le choc et ont navigué dans le labyrinthe aussi facilement qu'auparavant, démontrant un rappel parfaitement intact.news-medical+2

« Si l'on compare les animaux avec ou sans hibernation, leurs comportements ne sont absolument pas différents », a déclaré Tanaka à Live Science.livescience

Des amas plutôt que des connexions individuelles

Un principe fondamental des neurosciences soutient que les souvenirs se forment lorsque des synapses individuelles se renforcent grâce à un processus appelé potentiation à long terme. Les nouvelles découvertes ne contestent pas que ce mécanisme soit essentiel à la formation des souvenirs, mais suggèrent qu'il n'est peut-être pas ce qui les maintient en vie au fil du temps.news-medical+1

Lorsque les chercheurs ont comparé les souris en hibernation à un autre groupe dont les synapses avaient été perturbées à l'aide d'une anesthésie et d'un bloqueur chimique, les souris anesthésiées ont perdu leurs souvenirs, contrairement aux souris en hibernation. La différence: dans les cerveaux en hibernation, des groupes de synapses spatialement regroupés entre les neurones codant la mémoire ont été préservés de manière sélective, tandis que les connexions non regroupées ont été éliminées.genengnews+1

« Cela suggère que pour la mémoire à long terme, seuls des amas particuliers de synapses comptent; le reste peut être superflue », a déclaré Tanaka dans un communiqué de presse de l'OIST.oist+1

Des implications au-delà des neurosciences

Ces résultats s'ajoutent aux preuves de plus en plus nombreuses que les traces physiques de la mémoire dans le cerveau sont beaucoup plus dynamiques qu'on ne le pensait autrefois. Plutôt qu'un circuit fixe, la mémoire semble reposer sur une organisation topologique d'ordre supérieur: un schéma de connectivité capable de survivre même lorsque des composants individuels sont perdus.eurekalert+1

Tanaka a noté que ces recherches pourraient également guider les ingénieurs dans la conception de systèmes de stockage de données informatiques. Son équipe s'efforce désormais de caractériser ces amas synaptiques au niveau moléculaire et de comprendre comment le cerveau les épargne sélectivement lors du remaniement généralisé lié à l'hibernation.livescience

« Avec cette étude », a déclaré Tanaka, « nous venons d'ouvrir une autre porte pour aborder ce problème ».livescience