Africa-Press – Guinee Bissau. Le sommeil et la mémoire sont intimement liés. Nos souvenirs se forment en plusieurs temps. D’abord, notre cerveau saisit les informations. Ensuite, une partie de l’intégration du souvenir se fait pendant que l’on dort. C’est ce qu’on appelle, depuis le début du 20ème siècle, la “consolidation”. “Si le sommeil se trouve perturbé, par une maladie par exemple, ou de fortes insomnies, les informations qui sont pourtant apprises la veille seront de moins bonne qualité”, résume Francis Eustache, chercheur en neurosciences à l’Inserm, pour Sciences et Avenir. Ce constat expérimental est bien connu des scientifiques puisque de nombreuses recherches sur le sujet ont été entreprises sur des rongeurs. Une récente étude sur l’être humain, publiée dans Nature Neuroscience, permet d’aller au-delà des hypothèses formulées chez l’animal et apporte de nouveaux résultats.
Une expérience inédite
Les chercheurs de l’Université de Californie ont pu stimuler le cerveau de patients, depuis l’intérieur même de la boîte crânienne. Comment est-ce possible ? Lorsque des patients épileptiques sont “pharmaco résistants”, c’est-à-dire que les traitements médicamenteux ne fonctionnent pas chez eux, ils peuvent parfois être opérés. Avant la chirurgie, on implante alors de petites électrodes dans leur cerveau pour repérer au mieux les zones concernées par l’épilepsie. Chez des patients volontaires, les chercheurs ont alors pu stimuler directement certaines parties du cerveau pendant leur sommeil.
Le cortex préfrontal, “un peu le chef d’orchestre du cerveau”
Pour comprendre le protocole et le résultat de cette étude, revenons au fonctionnement de la mémoire. Celle-ci fait appel à de nombreuses régions cérébrales car les souvenirs impliquent tous nos sens. Parmi ces régions, l’hippocampe qui est relié au néocortex, et notamment au cortex préfrontal. “C’est un peu le chef d’orchestre du cerveau”, sourit Francis Eustache.
Entre les deux, le thalamus sert de relai. La bonne consolidation d’un souvenir pendant le sommeil dépend de notre capacité à le rejouer. Et c’est l’échange de données entre le cortex préfrontal et l’hippocampe qui entre en jeu. “On peut évaluer l’activité de ces régions du cerveau grâce aux ondes électriques qu’elles émettent. C’est ce qu’on appelle l’électrophysiologie. Ces ondes ont des fréquences différentes selon les zones du cerveau d’où elles proviennent”, explique le chercheur. On sait par exemple, grâce à des travaux antérieurs sur la souris, que l’hippocampe génère des ondulations de courte période. En revanche, le néocortex et le thalamus émettent des ondes plus lentes.
Synchroniser les ondes cérébrales
Dans cette nouvelle étude, les chercheurs ont proposé un exercice de mémoire aux patients, juste avant de dormir. Il s’agit d’un test classique d’association d’images, ici, entre un visage connu et un animal domestique. On montre ces couples d’images au patient le soir, puis, le lendemain matin, un test est réalisé. Certaines paires sont alors recombinées, des visages ajoutés et ils doivent identifier si l’association est correcte. “Parfois le visage a été montré mais dans un autre contexte. Cela peut générer une forme de faux souvenir. C’est assez similaire à ce qu’il se passe dans la vie réelle : on revoit des personnes, des contextes, mais pour que la mémoire fonctionne correctement, elle doit associer les deux”, indique le chercheur.
L’équipe de scientifiques a ensuite tenté de synchroniser les ondes de différentes parties du cerveau pendant le sommeil de certains patients. Le néocortex, en particulier, alterne entre un état actif et un état passif durant lequel les informations ne sont pas reçues correctement. Les chercheurs l’ont donc légèrement stimulé lorsqu’il était inactif, aux moyens des électrodes implantées dans le cerveau des patients. Résultat de ces stimulations dites “synchronisées” : les patients retenaient beaucoup mieux les informations données la veille, par rapport à d’autres patients qui n’avaient pas reçu de stimulations ou dont les stimuli étaient donnés aléatoirement, sans tenir compte de l’activité du néocortex. La synchronisation des ondes, vérifiée sur le plan électrophysiologique, permet donc aux patients d’avoir de meilleures performances et surtout, d’éviter les fausses reconnaissances lorsqu’un visage inconnu a été ajouté au test. A l’inverse, la stimulation aléatoire du néocortex n’a pas cet effet, et s’avère même délétère dans certains cas.
“Ce travail est passionnant d’un point de vue fondamental car il a pu être réalisé chez l’Homme. Mais les conditions exceptionnelles de cette étude menée chez des patients épileptiques sont autant de limites à une utilisation de ce procédé pour soigner des malades d’Alzheimer ou de Parkinson”, pondère le chercheur. Ces résultats n’en restent pas moins très encourageants et appellent à tester des méthodes moins invasives pour synchroniser les ondes cérébrales des personnes atteintes de troubles de la mémoire.
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