{"id":2611,"date":"2022-05-16T17:27:20","date_gmt":"2022-05-16T16:27:20","guid":{"rendered":"https:\/\/www.blog-lecerveau.org\/?p=10497"},"modified":"2022-05-23T16:26:43","modified_gmt":"2022-05-23T15:26:43","slug":"lengramme-dun-souvenir-distribue-a-travers-de-multiples-regions-cerebrales","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.blog-lecerveau.org\/debutant\/2022\/05\/16\/lengramme-dun-souvenir-distribue-a-travers-de-multiples-regions-cerebrales\/","title":{"rendered":"L\u2019engramme d\u2019un souvenir distribu\u00e9 \u00e0 travers de multiples r\u00e9gions c\u00e9r\u00e9brales"},"content":{"rendered":"

\"\"<\/a><\/p>\n

O\u00f9 se trouve la trace de nos souvenirs dans notre cerveau ? Il y a trois ans, j\u2019avais \u00e9crit un billet<\/a><\/span> pour montrer que cette question ne se r\u00e9pond correctement qu\u2019\u00e0 la lumi\u00e8re des nombreux niveaux d\u2019organisation que le cerveau comporte. Cette trace peut en effet se mat\u00e9rialiser par des changements au niveau de l\u2019expression de certains g\u00e8nes, de la modification des prot\u00e9ines\u00a0 r\u00e9cepteurs au niveaux des synapses, de la forme et de la taille des \u00e9pines dendritiques d\u2019un neurone, de l\u2019assembl\u00e9e de neurones dans une structure c\u00e9r\u00e9brale donn\u00e9e qui se trouve \u00ab s\u00e9lectionn\u00e9e \u00bb par des changements sous-jacent comme ceux qu\u2019on vient d\u2019\u00e9voquer. Et finalement au niveau du cerveau entier o\u00f9 l\u2019on suspectait que diff\u00e9rents \u00ab engrammes \u00bb locaux pouvaient s\u2019interconnecter pour former un vaste r\u00e9seau d\u00e9centralis\u00e9 porteur de nos diff\u00e9rents souvenirs. C\u2019est cette hypoth\u00e8se qui vient de recevoir un appui de taille avec l\u2019article \u00ab Brain-wide mapping reveals that engrams for a single memory are distributed across multiple brain regions<\/a> <\/span>\u00bb, publi\u00e9 dans la revue Nature en avril dernier.<\/p>\n

En fait, il faut voir le rapide compte-rendu que je m\u2019appr\u00eate \u00e0 faire de cet article comme la suite de mon billet introductif sur les engrammes r\u00e9dig\u00e9 le 10 octobre 2017<\/a><\/span>. J\u2019y rappelait d\u2019abord que\u00a0:<\/p>\n

\u00ab\u00a0au d\u00e9but du 20e si\u00e8cle, le biologiste allemand Richard Semon a propos\u00e9 une \u00ab th\u00e9orie de l\u2019engramme mn\u00e9sique \u00bb (the engram theory of memory (Semon, 1923)). En gros, Semon proposait que lorsqu\u2019un sujet exp\u00e9rimente quelque chose, un ensemble de stimuli s\u00e9lectionn\u00e9s \u00e0 partir de cette exp\u00e9rience active des populations enti\u00e8res de neurones, ce qui induit des changements chimiques ou physiques durables dans leurs connexions (l\u2019engramme), chacune de ces assembl\u00e9es de neurones ainsi s\u00e9lectionn\u00e9es<\/span><\/a> contribuant au stockage de la m\u00e9moire. [\u2026] la th\u00e9orie de Semon \u00e9tait tr\u00e8s moderne, si l\u2019on peut dire, contenant par exemple implicitement l\u2019id\u00e9e d\u2019un m\u00e9canisme de rappel appel\u00e9 \u201cpattern completion\u201d : si une partie des stimuli originaux sont rencontr\u00e9s \u00e0 nouveau, ces neurones constituant l\u2019engramme sont r\u00e9activ\u00e9s pour \u00e9voquer le rappel de ce souvenir sp\u00e9cifique.\u00a0\u00bb<\/p><\/blockquote>\n

Un peu plus loin dans le m\u00eame billet, je demandais \u00ab\u00a0O\u00f9 en sommes-nous aujourd\u2019hui avec la th\u00e9orie de l\u2019engramme ?<\/span>\u00a0\u00bb <\/a>\u00a0<\/strong>et mentionnais\u00a0:<\/p>\n

\u00ab\u00a0l\u2019optog\u00e9n\u00e9tique, une technique mise au point vers le milieu des ann\u00e9es 2000, et que j\u2019avais pr\u00e9sent\u00e9e ici<\/a> [\u2026]. Car c\u2019est avec cette technique que Susumu Tonegawa et son \u00e9quipe ont d\u00e9crit en 2014<\/span><\/a><\/strong> comment ils ont pu carr\u00e9ment identifier et m\u00eame manipuler des grandes assembl\u00e9es de neurones correspondant \u00e0 de tels engrammes mn\u00e9siques chez la souris. L\u2019activation simultan\u00e9e des milliers de neurones constituant ces assembl\u00e9es (un exploit impossible avant l\u2019av\u00e8nement de l\u2019optog\u00e9n\u00e9tique) parvenait ainsi \u00e0 induire le rappel d\u2019un souvenir chez la souris, confirmant que cette activation conjointe \u00e9tait suffisante pour constituer l\u2019engramme de ce souvenir.\u00a0\u00bb<\/p><\/blockquote>\n

Or ce qu\u2019il avait r\u00e9alis\u00e9 alors dans une structure particuli\u00e8re du cerveau (le gyrus dentel\u00e9, la \u00ab porte d\u2019entr\u00e9e \u00bb de l\u2019hippocampe), le laboratoire de Tonegawa vient de le r\u00e9ussir \u00e0 l\u2019\u00e9chelle du cerveau entier de la souris ! Je mets un point d\u2019exclamation, mais je devrais en mettre au moins dix tellement l\u2019exploit technique est remarquable. Et les r\u00e9sultats convaincants et fascinants : le cerveau des mammif\u00e8res semblent stocker le simple souvenir d\u2019une peur conditionn\u00e9e<\/a><\/span> dans d\u2019innombrables r\u00e9gions c\u00e9r\u00e9brales pour former un vaste engramme fonctionnellement unifi\u00e9. Et parmi la centaine de r\u00e9gions impliqu\u00e9es dans cet engramme, beaucoup n\u2019\u00e9taient pas des \u00ab suspects habituels \u00bb comme l\u2019hippocampe, l\u2019amygdale ou le cortex. Il y en avait par exemple plusieurs r\u00e9gions du thalamus, du m\u00e9senc\u00e9phale ou du tronc c\u00e9r\u00e9bral.<\/p>\n

Des 247 r\u00e9gions c\u00e9r\u00e9brales analys\u00e9e, on a pu construire un index de 117 r\u00e9gions qui avaient une probabilit\u00e9 significative d\u2019\u00eatre impliqu\u00e9e dans l\u2019engramme \u00e0 large \u00e9chelle de ce souvenir. Comment on a construit cet index ? C\u2019est l\u00e0 que \u00e7a se corse, car il y a plusieurs techniques complexes qui entrent en jeu. J\u2019essaie de les ramener \u00e0 leur plus simple expression. Il y en a une qui consiste \u00e0 modifier g\u00e9n\u00e9tiquement certaines souris de sorte que les neurones qui participent \u00e0 l\u2019encodage du souvenir deviennent fluorescents. D\u2019autres souris recevaient un autre traitement qui, lorsqu’elles se rappelaient spontan\u00e9ment le souvenir du petit choc \u00e9lectrique re\u00e7u dans les pattes (en remettant simplement la souris dans la cage qui donnait les chocs), les neurones impliqu\u00e9s \u00e9mettaient eux aussi de la fluorescence. Et gr\u00e2ce \u00e0 une autre technique appel\u00e9e SHIELD<\/a>, ils r\u00e9ussissaient ensuite le tour de force de rendre le cerveau suffisamment transparent pour voir cette fluorescence cr\u00e9\u00e9e soit par l\u2019encodage ou le rappel du souvenir partout \u00e0 la fois en m\u00eame temps !<\/p>\n

Je vous passe tous les contr\u00f4les n\u00e9cessaires pour \u00e9liminer d\u2019autres facteurs qui auraient pu faire scintiller ces neurones. Et j\u2019en arrive ensuite \u00e0 cette autre \u00e9tape importante, celle o\u00f9 ils ont r\u00e9ussi \u00e0 modifier g\u00e9n\u00e9tiquement des souris pour que leurs neurones \u00ab\u00a0s\u2019allument\u00a0\u00bb \u00e0 la fois lors de l\u2019encodage et lors du rappel chez le m\u00eame animal ! En comparant la carte des r\u00e9gions ainsi impliqu\u00e9e dans l\u2019engramme global, on a pu observer une superposition d\u2019environ 60% par rapport \u00e0 l\u2019index des 117 r\u00e9gions pr\u00e9alablement cartographi\u00e9es, ce qui a permis de cerner davantage les r\u00e9gions les plus impliqu\u00e9es.<\/p>\n

Entre alors en sc\u00e8ne une fois de plus la puissante mais techniquement difficile technique de l\u2019optog\u00e9n\u00e9tique<\/a><\/span>. De nouvelles souris ont alors \u00e9t\u00e9 g\u00e9n\u00e9tiquement modifi\u00e9es pour inclure dans des r\u00e9gions c\u00e9r\u00e9brales correspondants au large engramme de la peur conditionn\u00e9e les fameux canaux membranaires qu\u2019on peut ouvrir ou fermer avec de la lumi\u00e8re, permettant ainsi d\u2019activer instantan\u00e9ment toute une population de neurones. Et lorsqu\u2019on activait avec de la lumi\u00e8re ces r\u00e9gions pr\u00e9alablement identifi\u00e9es comme faisant partie de l\u2019engramme, l\u2019animal figeait sur place, une r\u00e9ponse comportementale typique de peur d\u00e9montrant qu\u2019il se rappelait \u00e0 ce moment-l\u00e0 le souvenir des petits chocs \u00e9lectriques.<\/p>\n

De nombreuses autres exp\u00e9riences ont \u00e9t\u00e9 faites avec l\u2019optog\u00e9n\u00e9tique. Par exemple, stimuler des r\u00e9gions cl\u00e9s de ce vaste engramme comme l\u2019hippocampe ou l\u2019amygdale, et observer tout un groupe d\u2019autres r\u00e9gions \u00ab en aval \u00bb (\u00ab downstream \u00bb) qui s\u2019activaient alors, preuve qu\u2019elles faisaient aussi partie de l\u2019engramme. Ou alors mettre l\u2019animal dans la cage \u00e0 choc pour qu\u2019il se rappelle le mauvais souvenir tout en inhibant l\u2019hippocampe ou l\u2019amygdale avec l\u2019optog\u00e9n\u00e9tique et observer alors au contraire une baisse d\u2019activit\u00e9 dans ces m\u00eames r\u00e9gions situ\u00e9es \u00ab en aval \u00bb dans le r\u00e9seau de l\u2019engramme. Finalement, avec d\u2019autres techniques ils ont pu montrer que lorsqu\u2019ils stimulaient simultan\u00e9ment trois r\u00e9gions diff\u00e9rentes de l\u2019engramme, la r\u00e9ponse comportementale \u00e9tait plus forte que s\u2019ils en stimulaient simultan\u00e9ment qu\u2019une ou deux.<\/p>\n

Il semble donc assez clair maintenant qu\u2019un souvenir unique tr\u00e8s simple comme une peur conditionn\u00e9e est emmagasin\u00e9e sous forme d\u2019un vaste engramme impliquant plusieurs dizaines de r\u00e9gions c\u00e9r\u00e9brales dans le cerveau des mammif\u00e8res. Un engramme d\u2019une telle ampleur n\u2019est sans doute pas \u00e9tranger \u00e0 toute la richesse contextuelle et la r\u00e9silience de bon nombre de nos souvenirs.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

O\u00f9 se trouve la trace de nos souvenirs dans notre cerveau ? Il y a trois ans, j\u2019avais \u00e9crit un billet pour montrer que cette question ne se r\u00e9pond correctement qu\u2019\u00e0 la lumi\u00e8re des nombreux niveaux d\u2019organisation que le cerveau comporte. Cette trace peut en effet se mat\u00e9rialiser par des changements au niveau de l\u2019expression […]<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[],"tags":[754,120,603],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.blog-lecerveau.org\/debutant\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2611"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.blog-lecerveau.org\/debutant\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.blog-lecerveau.org\/debutant\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.blog-lecerveau.org\/debutant\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.blog-lecerveau.org\/debutant\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=2611"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.blog-lecerveau.org\/debutant\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2611\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":2614,"href":"https:\/\/www.blog-lecerveau.org\/debutant\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2611\/revisions\/2614"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.blog-lecerveau.org\/debutant\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2611"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.blog-lecerveau.org\/debutant\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2611"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.blog-lecerveau.org\/debutant\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2611"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}