mercredi 4 juin 2014

Un interrupteur à mémoire contrôlé par la lumière

Pour CAPES et Agreg
Thèmes : neurones, synapse, encéphale
 
Depuis la découverte des phénomènes de plasticité synaptique et notamment de la LTP (Long Term Potentiation, découverte en 1966 dans l'hippocampe) et de la LTD (Long Term Depression), on suppose qu'ils sont à l'origine de la mémoire au niveau cellulaire mais cela n'avait jamais été directement montré. Le principe de la LTP est que la stimulation importante d'une synapse va renforcer son efficacité à long terme (la LTD a l'effet inverse).


Source : http://knowingneurons.com/2013/01/30/ltp-when-neurons-make-a-long-term-commitment/
 
 Des chercheurs américains viennent de publier un article dans Nature qui montre l'implication directe de la LTP dans le conditionnement par la peur qui fait intervenir la mémoire associative. Ils ont pu induire ou contre-carrer une LTP grâce à l'optogénétique. Dans ce système, la lumière bleue, amenée par des fibres optiques dans le cerveau, contrôle l'ouverture d'un canal exprimé dans une population précise de neurones d'un rat transgénique. Cette activation ou cette inhibition a eu un effet direct sur la mémoire associative des rats. Les chercheurs ont conditionné les rats à associer un son avec une douleur (choc électrique). Ainsi, lorsqu'ils entendent le son, même en absence de chocs, ils sont "paralysés" de peur. Cette réaction a été reproduite chez des rats non conditionnés par un son "réel" mais par l'induction d'une LTP dans les neurones qui relient le cortex auditif aux amygdales  cérébrales, qui contrôlent la peur. L'aspect sans doute le plus spectaculaire est qu'ils ont pu effacer cette "fausse" mémoire en induisant cette fois-ci une LTD (qui est l'opposé de la LTP). Et la "fausse" mémoire a pu être réactivée grâce à une nouvelle activation LTP. Bref, un véritable interrupteur à mémoire on/off.
 
L'expérience a été validée et a satisfait Eric Kandel himself, qui est le grand spécialiste des bases cellulaires de la mémoire, mise en évidence chez un Gastréopode l'aplysie, prix Nobel en 2000 (Kandel, pas l'aplysie). Il est clair que c'est une confirmation importante mais pour l'instant réduite à la mémoire associative de la peur conditionnée qui a un circuit court et simple. L'implication de la LTP dans les autres types de mémoire qui mettent en jeu des circuits plus complexes associant différentes régions du cerveau (cortex/hippocampe par exemple) est encore à démontrer formellement.

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