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Lundi, 12 mai 2014
Une continuité évolutive entre la navigation spatiale et la mémoire déclarative ?

Il y a parfois de ces hypothèses dont on s’étonne qu’elles soient nouvelles tellement leurs éléments semblent bien s’emboîter. C’est un peu le cas de l’hypothèse d’une continuité évolutive entre nos processus cognitifs pour l’orientation dans l’espace et les mécanismes à la base de la mémoire déclarative, telle que proposée par György Buzsáki et Edvard Moser en janvier 2013 dans la revue Nature Neuroscience.

Au centre de cette hypothèse, l’hippocampe. Une structure cérébrale dont on sait depuis longtemps qu’elle contribue chez l’humain au stockage des souvenirs. Le fameux patient H.M. qui en était dépourvu, par exemple, ne pouvait emmagasiner à long terme aucune nouvelle information explicite.

Par ailleurs, on sait depuis presque aussi longtemps que l’activité des neurones de l’hippocampe chez le rat est intimement associée avec la position de l’animal dans l’espace. L’hypothèse de Buzsáki et Moser s’inscrit dans une série de tentatives de réconcilier ces deux propriétés en apparence distinctes pour cette structure cérébrale qui présente pourtant une continuité certaine du point de vue évolutif chez tous les mammifères.

Il faut d’abord rappeler que pour naviguer dans l’espace, on dispose de deux mécanismes inter reliés qui fonctionnent normalement ensemble. D’abord la navigation dite « allocentrique » qui donne de l’information statique dans un cadre de référence extérieur qui n’implique pas le sujet (les relations spatiales entre les repères disponibles dans l’environnement). Et puis un second type de navigation dite « egocentrique » qui, à partir des positions initiales, calcule constamment les distances parcourues, les virages effectués, la vitesse de locomotion, le temps écoulé, etc. Bref, qui intègre mentalement un trajet.

La disponibilité plus ou moins grande d’indices extérieurs peut ainsi favoriser plus ou moins l’une de ces deux stratégies complémentaires. Peu de repères visuels ou l’obscurité favorisant par exemple le système egocentrique.

Or, on l’a dit, l’hippocampe et les structures cérébrales adjacentes impliquées dans la navigation spatiale sont les mêmes qui sont impliquées dans la mémoire déclarative humaine. Cette dernière prend justement elle aussi deux formes distinctes : la mémoire sémantique, celle de nos connaissances sur les choses dans le monde, et la mémoire épisodique, celle de notre histoire de vie à la première personne.

L’article propose donc d’examiner comment nos “voyages dans l’espace” pourraient être reliés aux “voyages dans le temps” de notre mémoire déclarative.
Ainsi, il semble que nos connaissances sémantiques s’acquièrent progressivement à mesure que des épisodes répétés sont enregistrés par notre mémoire épisodique, de sorte que ces connaissances deviennent éventuellement indépendantes du contexte. Un processus très similaire à la formation de cartes allocentriques basées sur l’exploration répétées de l’environnement (où les « cellules de lieu » de l’hippocampe sont, comme on a pu le démontrer, sensibles aux repères visuels environnementaux).

D’où le parallèle proposé par Buzsáki et Moser : notre mémoire sémantique dériverait de nos capacités de navigation allocentrique et notre mémoire épisodique (celle de notre « parcours » autobiographique) de nos capacités de navigation egocentrique (celle des parcours dans l’espace). Les mêmes réseaux de neurones pourraient donc fournir des algorithmes capables de traiter les deux types de voyage, spatiaux et temporels.

Reste à voir si un système mnésique ayant évolué à partir d’un système de navigation spatial pourrait avoir acquis l’importante capacité de stockage d’items disparates nécessaire à la mémoire sémantique humaine. C’est là où le rapport de nécessité entre l’hippocampe et le reste du cortex pour la question du stockage et du rappel des souvenirs, une question encore débattue, pourrait peut-être avoir un rôle à jouer.

a_lien Memory, navigation and theta rhythm in the hippocampal-entorhinal systems

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