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lundi, 1 mars 2021
Un exemple de l’importance de nos rythmes cérébraux

Une grande majorité de nos neurones ont une activité rythmique, c’est-à-dire qu’ils envoient des influx nerveux, puis se taisent, puis recommencent, et ainsi de suite. Ces oscillations ont différentes fréquences et constituent un moyen de communication de choix entre les neurones de notre cerveau. Mais ce qui est souvent dommage avec les rythmes cérébraux, c’est que les textbooks sur les neurosciences pour les jeunes au collège et même à l’université ne les abordent que très superficiellement, alors que c’est là que bien des mystères commencent un peu à s’éclaircir. Prenons par exemple la consolidation de nos apprentissages qui est associée à certains types d’activité nerveuse dans l’hippocampe. Bien des bouquins vont s’arrêter là. Par quel mécanisme cela pourrait se faire ? Mystère et boule de gomme. On dit que les souvenirs appris récemment vont être consolidés durant le sommeil ou reconsolidés quand on va se les remémorer, et que ça implique l’hippocampe, point.

Mais on en sait beaucoup plus aujourd’hui. Le problème, c’est que pour aller plus loin, il faut absolument rentrer la question des rythmes cérébraux dans l’équation. On a par exemple découvert que les « sharp waves and ripples » de l’hippocampe, des oscillations rapides de 150-200 Hertz qui lui sont propres, peuvent représenter des expériences passées ou futures. Si on les perturbe, on peut ainsi altérer la mémoire d’un rongeur tel qu’on peut le constater par son comportement. À partir de telles observations et de bien d’autres, certains ont proposé que les « sharp waves and ripples » de l’hippocampe permettent le rappel de souvenirs qui peuvent alors être utilisés immédiatement en aval par d’autres circuits nerveux impliqués dans la prise de décision, la planification ou l’imagination tout en initiant simultanément le processus de reconsolidation mnésique.

C’est déjà fort intéressant, mais il y a plus. On est capable d’enregistrer dans l’hippocampe d’un rat qui traverse un couloir linéaire. Au bout d’une couple de traversées, on s’est aperçu que pendant qu’il est immobile avant de s’élancer dans le couloir pour y trouver un peu de nourriture, il y a une succession de cellules de lieu qui font feu dans son hippocampe pendant que se déclenchent des « sharp waves and ripples ». Or cette séquence est exactement la même, mais en accéléré, de l’activation successive des mêmes cellules de lieu qui va avoir lieu quand l’animal va traverser successivement leur champ récepteur en traversant le couloir ! Et non seulement ça, quand le rat arrive au bout et qu’il bouffe sa récompense, on observe d’autres « sharp waves and ripples » pendant lesquelles il rejoue cette fois-ci à rebours la succession des cellules de lieu qui se sont activées durant son trajet, comme s’il réencodait cette séquence précieuse qui lui a permis d’obtenir de la nourriture !

Ce qu’on constate ici, c’est que la signification d’un influx nerveux déclenché dans une cellule de lieu à un instant donné va dépendre de sa relation avec la phase particulière d’un rythme qui oscille en background à ce moment-là. Un peu comme nos journées sur Terre dont la température et la durée va dépendre de la position du Soleil dans son rythme plus lent sur une année, qui détermine dans quelle saison on est. Voilà un exemple parmi tant d’autres qui montre bien qu’un début de compréhension du moindre processus cognitif implique qu’on prenne en compte le caractère dynamique et rythmique de l’activité cérébrale.

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