Des neuroscientifiques découvrent comment les pauses pendant l’apprentissage améliorent la mémoire

Bien que l’effet d’espacement soit connu depuis la fin du XIXe siècle, ce n’est que récemment que les chercheurs sont enfin parvenus à l’expliquer, grâce à des expériences réalisées sur des rongeurs.

Un mécanisme obscur

En 1885, le psychologue allemand Hermann Ebbinghaus publiait un ouvrage influent sur la mémoire et l’apprentissage, évoquant pour la première fois un phénomène connu sous le nom d’« effet d’espacement ». Celui-ci suggérait que les informations étaient encodées plus efficacement dans la mémoire à long terme lorsque les sessions d’apprentissage étaient entrecoupées de pauses importantes. Plus de 100 ans de recherche ont confirmé cette observation, mais jusqu’à récemment, le mécanisme via lequel un tel espacement renforçait la mémoire restait obscur.

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Dans le cadre de travaux publiés dans la revue Current Biology, des chercheurs de l’Institut Max Planck ont cherché à en savoir plus en examinant le cerveau de souris soumises à une tâche de mémoire quotidienne. Les animaux devaient trouver un morceau de chocolat dans un labyrinthe. Ils ont eu trois occasions de chercher la récompense, se trouvant chaque fois au même endroit.

Les chercheurs ont expérimenté différents intervalles de temps entre chacune des trois recherches, et ont constaté qu’à court terme, des pauses plus longues entre ces sessions semblaient empêcher les animaux de se souvenir de l’emplacement de la friandise.

« Les souris entraînées avec des intervalles plus longs entre les phases d’apprentissage n’étaient pas capables de se souvenir aussi rapidement de l’emplacement du chocolat », explique Annet Glas, neurobiologiste et co-auteure de l’étude. « Mais le jour suivant, plus les pauses étaient longues, meilleure était la mémoire des souris. »

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« Nous nous attendions à ce que les mêmes neurones soient activés lorsque trois phases d’apprentissage se succédaient très rapidement »

En concentrant leur attention sur l’activité des neurones dans le cortex préfrontal médian dorsal, une région du cerveau fondamentale pour les processus d’apprentissage, les scientifiques s’attendaient à voir des phases d’apprentissage consécutives réactiver les mêmes voies neuronales.

« Nous nous attendions à ce que les mêmes neurones soient activés lorsque trois phases d’apprentissage se succédaient très rapidement », explique Pieter Goltstein, également co-auteur de l’étude. « Après tout, il s’agissait de la même expérience avec les mêmes informations. Cependant, après une longue pause, il était concevable que le cerveau interprète la phase d’apprentissage suivante comme un nouvel événement et le traite avec des neurones différents. »

Mais c’est exactement le contraire qui s’est produit. Ce n’est qu’avec des pauses plus longues entre les phases d’apprentissage que des modèles d’activité neuronale similaires ont été détectés. Les phases d’apprentissage consécutives courtes semblant présenter des groupes d’activité neuronale différents. Selon Goltstein, cela semble indiquer que les pauses entre les phases d’apprentissage peuvent renforcer les voies de la mémoire à long terme. Et ce mécanisme joue un rôle dans l’effet d’espacement souvent observé.

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Des intervalles de 30 ou 60 minutes

Chez les souris, l’espacement optimal entre les phases d’apprentissage était de 30 ou 60 minutes. Seuls ces intervalles amélioraient la récupération de la mémoire à plus long terme le jour suivant. Des pauses plus courtes ou plus longues entre les phases d’apprentissage n’ayant apporté aucun avantage particulier à la rétention de la mémoire le jour suivant.

« Dans l’ensemble, nos données montrent que l’espacement des essais augmente la force de la connectivité au sein de l’ensemble [des neurones], ce qui est censé rendre la mémoire plus robuste et augmenter la probabilité de récupération de la mémoire », soulignent les chercheurs. « Nos résultats fournissent la première description directe de la façon dont l’activité de la même population neuronale pendant l’encodage et la récupération de la mémoire médient l’effet d’espacement, initialement décrit il y a plus d’un siècle. »