Des chercheurs ont découvert comment les souvenirs se forment grâce à un mécanisme moléculaire

Une équipe de scientifiques américains a récemment déterminé que la formation de nouveaux souvenirs était régie par un mécanisme moléculaire induisant des modifications structurelles au sein du matériel génétique des neurones impliqués.

Mieux comprendre les mécanismes impliqués dans la formation des souvenirs

Dans le cadre de ces travaux publiés dans la revue Nature Neuroscience, des scientifiques du MIT ont fait un pas de plus vers la compréhension du rôle des engrammes (neurones particuliers chargés d’encoder les détails d’un souvenir spécifique et de les réactiver lorsqu’un individu est amené à se le remémorer) dans le mécanisme moléculaire impliqué dans la formation des souvenirs. Les chercheurs ont en effet découvert que ce processus d’encodage fonctionnait par remodelage de la chromatine, structure hautement condensée composée d’ADN et de protéines d’histones, à l’intérieur des engrammes.

Décrits comme la « trace biologique » de la mémoire dans le cerveau, les engrammes sont localisés dans différentes parties de ce dernier et forment des réseaux renfermant des souvenirs particuliers. L’équipe a donc cherché à savoir ce qu’il adviendrait des gènes qu’ils contenaient une fois le processus de rappel terminé et ces derniers éteints, en s’appuyant sur une technique de marquage fluorescent dépendant de l’activité des cellules.

« Cette étude est la première à dévoiler réellement ce processus très mystérieux de l’activation de différentes vagues de gènes, ainsi que le mécanisme épigénétique sous-jacent à ces différentes vagues d’expression génétique », déclare Li-Huei Tsai, auteur principal de l’étude.

Neuroscientists discover a molecular mechanism that allows memories to form: Modifications to chromosomes in “engram” neurons control the encoding and retrieval of memories. https://t.co/SD8Xb2RSmv pic.twitter.com/GobXds19Ju
— Massachusetts Institute of Technology (MIT) (@MIT) October 6, 2020

Image d’un cerveau d’une souris, avec l’hippocampe (grande structure jaune située dans la partie supérieure de l’image), les neurones activés lors de la formation d’un souvenir (en vert), les neurones activés lors du rappel de celui-ci (en rouge), l’ADN des cellules (en bleu) et les neurones activés à la fois lors de la formation du souvenir et son rappel, c’est-à-dire les engrammes (en jaune).

Un processus lent

Le remodelage permet à des gènes spécifiques prenant en charge le stockage de la mémoire de devenir plus actifs. Cependant, il s’agit d’un processus plutôt lent. Celui-ci s’effectue en effet par étapes progressives et se déroule sur plusieurs jours. Et les expériences réalisées sur des souris ont révélé que les changements de densité des chromatines pouvaient en fait contrôler l’état d’activité des gènes dans une cellule.

« La formation et la préservation d’un souvenir est un événement très délicat et coordonné qui s’étend sur des heures, des jours, voire possiblement des mois », explique Asaf Marco, auteur principal de l’étude. « Au cours de ce processus, on observe différentes vagues d’expression génétique et de synthèse de protéines rendant les connexions entre les neurones plus fortes et plus rapides. »

Si l’équipe n’a pu déterminer précisément la durée des modifications épigénétiques, elle estime que celle-ci pourrait également s’étaler sur des semaines, voire des mois. Dans les mois à venir, les auteurs de l’étude prévoient de s’appuyer sur ses conclusions afin de découvrir le rôle des chromatines dans la maladie d’Alzheimer.