![\"\"](\"https:\/\/www.blog-lecerveau.org\/wp-content\/uploads\/hippocampus-dentate-gyrus-learning-cmu.jpg\" "\\"hippocampus-dentate-gyrus-learning-cmu\\"")
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Apprendre change le cerveau. Mais comment ? Et o\u00f9 ? Depuis quelques d\u00e9cennies, avec le d\u00e9veloppement des techniques d\u2019imagerie c\u00e9r\u00e9brale<\/span><\/a><\/span>, on a de plus en plus de pistes de r\u00e9ponse \u00e0 ces questions. Mais comme souvent avec le cerveau, \u00f4 surprise, ce n\u2019est pas simple\u2026 Consid\u00e9rons seulement deux \u00e9tudes r\u00e9centes s\u2019int\u00e9ressant aux multiples modifications que subissent certaines r\u00e9gions du cerveau avec l\u2019apprentissage, en particulier l\u2019hippocampe <\/span><\/a><\/span>et le cortex pari\u00e9tal.<\/p>\n La premi\u00e8re vient d\u2019\u00eatre publi\u00e9e sous le titre \u201cConverging measures of neural change at the microstructural, informational, and cortical network levels in the hippocampus during the learning of the structure of organic compounds<\/span><\/a><\/strong><\/span>\u201d par M.A. Just et T.A. Keller dans Brain Structure & Function <\/em>(2019). Les sujets devaient \u00e9tudier les noms et les structures chimiques de neuf compos\u00e9s organiques (comme l\u2019\u00e9thanol, par exemple). En utilisant trois techniques diff\u00e9rentes d\u2019imagerie c\u00e9r\u00e9brale, Just et Keller ont trouv\u00e9 des indices de la pr\u00e9sence de changements cons\u00e9cutifs \u00e0 cet apprentissage dans la m\u00eame r\u00e9gion du cerveau. Une toute petite r\u00e9gion d\u2019environ 1,3 centim\u00e8tre cube situ\u00e9e dans la corne d\u2019Ammon de l\u2019hippocampe gauche (r\u00e9gion commun\u00e9ment d\u00e9clin\u00e9e en ses sous-r\u00e9gions CA1, CA2, CA3<\/span><\/a><\/span>, etc, en bleu sur l’image ci-dessus.).<\/p>\n Ici, pas de surprise puisque l\u2019on conna\u00eet tr\u00e8s bien l\u2019importance de l\u2019hippocampe dans le stockage de nouvelles informations explicites<\/span><\/a><\/span>, comme les noms des substances chimiques. Et l\u2019on sait m\u00eame depuis une dizaine d\u2019ann\u00e9es que certains neurones de l\u2019hippocampe, appel\u00e9 \u00ab concept cells \u00bb par des scientifiques comme Rodrigo Quian Quiroga<\/span><\/a><\/span>, peuvent encoder de fa\u00e7on tr\u00e8s sp\u00e9cifique des concepts abstraits de haut niveau, comme l\u2019identit\u00e9 d\u2019une personne ou d\u2019un monument historique. Ces travaux montraient toutefois en plus que ces \u00ab cellules conceptuelles \u00bb sont en relation avec d\u2019autres r\u00e9gions du cortex o\u00f9 semblent stock\u00e9s d\u2019autres d\u00e9tails associ\u00e9s \u00e0 ces souvenirs (les propri\u00e9t\u00e9s concr\u00e8tes de l\u2019objet, par exemple).<\/p>\n L\u2019\u00e9tude de Just et Keller va dans le m\u00eame sens. La premi\u00e8re technique utilise une forme d\u2019imagerie de diffusion qui leur a permis de noter un ralentissement de la diffusion des mol\u00e9cules d\u2019eau dans cette r\u00e9gion de l\u2019hippocampe, ralentissement que les neurobiologistes associent \u00e0 des changements synaptiques.<\/p>\n La seconde approche utilis\u00e9e dans l\u2019\u00e9tude prenait parti de la possibilit\u00e9, gr\u00e2ce \u00e0 l\u2019imagerie par r\u00e9sonnance magn\u00e9tique fonctionnelle (IRMf) et des avanc\u00e9es de la reconnaissance de patterns de l\u2019apprentissage machine (\u00ab deep learning \u00bb), d\u2019identifier justement la signature de l\u2019activit\u00e9 c\u00e9r\u00e9brale particuli\u00e8re associ\u00e9e aux neufs diff\u00e9rentes mol\u00e9cules organiques apprises par les sujets. Et cette signature se trouvait dans la m\u00eame r\u00e9gion de 1,3 centim\u00e8tre cube de l\u2019hippocampe gauche o\u00f9 la diffusion de l\u2019eau \u00e9tait moins grande apr\u00e8s l\u2019apprentissage en question.<\/p>\n Finalement, dans une troisi\u00e8me approche utilisant cette fois-ci l\u2019IRMf pour mesurer la synchronisation de l\u2019activit\u00e9 neuronale entre diff\u00e9rentes structures c\u00e9r\u00e9brales \u00e0 l\u2019\u00e9chelle du cerveau entier, on a pu observer une signature globale des compos\u00e9s chimiques appris faisant intervenir le cortex en plus de l\u2019hippocampe, comme je l\u2019\u00e9voquais un peu plus haut. Et dans ce cas-ci, l\u2019une des r\u00e9gions corticales les plus synchronis\u00e9es avec l\u2019activit\u00e9 des neurones de ce m\u00eame 1,3 centim\u00e8tre cube de l\u2019hippocampe gauche \u00e9tait le sulcus intrapari\u00e9tal, une zone corticale connue pour son implication dans la visualisation 3D des structures (celle d’une mol\u00e9cule chimique, par exemple…). D\u2019o\u00f9 l\u2019interpr\u00e9tation de ce ph\u00e9nom\u00e8ne comme un indice d\u2019une meilleure coordination dans ce r\u00e9seau particulier facilitant la repr\u00e9sentation des multiples aspects des compos\u00e9s organiques nouvellement appris.<\/p>\n Ces trois diff\u00e9rentes mesures montrent donc des indices de changements dans l\u2019hippocampe gauche tant au niveau microstructural, informationnel que de l\u2019efficacit\u00e9 des r\u00e9seaux impliqu\u00e9s \u00e0 large \u00e9chelle suite \u00e0 l\u2019apprentissage des noms et structures de ces compos\u00e9s organiques.<\/p>\n