Une étude publiée dans la prestigieuse revue Nature Neuroscience par l’équipe de Sylvain Williams, P.h.D., du Centre de recherche de l’Institut universitaire en santé mentale Douglas et de l’Université McGill, ouvre la voie à une meilleure compréhension des circuits neuronaux et des mécanismes dynamiques qui contrôlent la mémoire ainsi qu’au rôle d’un élément fondamental de l’hippocampe, une sous-région nommée subiculum.

Ayant déjà mis au point en 2009 une approche unique en son genre, soit la préparation in vitro d'une formation hippocampique, le groupe de recherche du Dr Williams réussit aujourd’hui à démontrer chez la souris que, contrairement à ce que l’on pensait depuis une centaine d’années, le flot d’activité lié à la mémoire dans l’hippocampe n’est pas unidirectionnel et que le subiculum n’est pas juste la porte de sortie de ce flot.

Au cœur de la mémoire

Les souvenirs sont au cœur de notre identité. Toutefois, la création et la remémoration des souvenirs sont des phénomènes qui ne sont pas encore bien compris. Les circuits neuronaux qui sous-tendent l’apprentissage et la mémoire sont largement étudiés en raison de leur rôle fondamental dans la mémoire et les maladies qui affectent celle-ci, telles que l’alzheimer. Les travaux de plusieurs années du Dr Williams et de son équipe s’attachent à étudier la dynamique de ces circuits. Il est surprenant de constater que les processus d’encodage et de récupération de la mémoire nécessitent l’activation de centaines de milliers de neurones dans l’hippocampe qui doivent travailler ensemble de façon synchronisée. Cependant, on connaît encore très peu les circuits, ces « routes », qui sous-tendent ces processus.

Découvrir comment les neurones de l’hippocampe se comportent permettra à terme de mieux comprendre les anomalies des circuits neuronaux qui interviennent dans la maladie d’alzheimer ainsi que dans la schizophrénie, et permettra des interventions plus précises.

« Ce n'est qu’en connaissant l’identité de ces circuits ainsi que leur dynamique dans l’hippocampe que nous comprendrons les mécanismes responsables de la mémoire, dit le Dr Williams. De plus, une meilleure connaissance de la dynamique fine de ces circuits pourrait être utilisée afin de trouver des changements très précoces nous indiquant le développement, ou l’apparition future, de la maladie d’alzheimer. D’ailleurs, nous avons des résultats récents démontrant que, dans des modèles alzheimer chez la souris, ces altérations fines pourraient apparaître très longtemps avant les pertes de mémoire».

Cette dernière recherche a pu être menée à bien grâce à l’optogénétique, une technique révolutionnaire qui offre la possibilité de manipuler par la lumière des groupes spécifiques de neurones en vue de mieux comprendre leur rôle dans les circuits neuronaux et les rythmes cérébraux.

L’article complet (Reversal of theta rhythm flow through intact hippocampal circuits) paraît dans Nature Neuroscience le 31 août 2014.

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Florence Meney
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