Réduire l’excitabilité neuronale pour contrôler la mémoire

09 janvier 2020

Une nouvelle étude menée dans l’équipe « codage neuronal de l’espace et mémoire » dirigée par Jérôme Epsztein à l'Institut de Neurobiologie de la Méditerranée à Marseille (INSERM U1249) a montré que les neurones de l'hippocampe, une zone du cerveau impliquée dans la mémoire, peuvent réguler leur excitabilité en fonction de leur activité antérieure. Ce mécanisme de neuroplasticité pourrait aider à optimiser l'utilisation du réseau et à faire en sorte que chaque mémoire soit représentée par un groupe distinct de cellules et ainsi diminuer les interférences entre plusieurs mémoires. L'étude a été publié dans la revue eLife le 27 novembre.

Des souvenirs distincts de lieux ou d'événements de notre vie sont représentés dans le cerveau par l’activation de populations distinctes de neurones dans l'hippocampe. Mais on ne sait pas très bien comment ces neurones sont sélectionnés parmi toutes les cellules qui auraient pu potentiellement être activées. Des études récentes ont montré que les cellules les plus excitables sont les plus susceptibles de faire partie d'une nouvelle mémoire. Cependant une question qui reste en suspens est de savoir si les mêmes cellules excitables sont sélectionnées pour participer à la plupart voir toutes les traces mnésiques ou existe-t’il un mécanisme de régulation ?

En manipulant l'activité électrique de neurones individuels de l'hippocampe, le Peter Morgan, post-doctorant dans l’équipe, Jérôme Epsztein et ses collègues ont pu montrer que la simulation de patrons d'activité similaires à ceux observés au cours du comportement naturel amenait les cellules de l’hippocampe à réduire leur excitabilité intrinsèque. Ainsi les cellules sollicitées pour représenter un événement de notre vie quotidienne seront moins susceptibles d'être activées pour représenter un autre évènement garantissant ainsi la spécificité du souvenir.

Les auteurs ont ensuite été en mesure d'identifier un canal potassique spécifique impliqué dans cette plasticité. Ce canal se trouve uniquement dans l'axone de la cellule, où il contrôle la génération des potentiels d'action - la sortie du neurone. Parce qu'elle est limitée à l'axone, cette régulation ne perturbera donc pas l'apprentissage aux entrées du neurone. Ainsi deux formes de plasticités qui autrement s'opposeraient peuvent se produire simultanément au sein d’un neurone – l’une consistant à renforcer des entrées spécifiques associées à la formation du souvenir d’un événement l’autre réduisant l'excitation globale pour rendre la cellule moins susceptible d'être activée par un événement ultérieur.

Dans le futur l’équipe souhaite étudier cette plasticité dans des modèles de pathologies caractérisées par des pertes mnésiques telles que la maladie d’Alzheimer ou l’épilepsie du lobe temporal. 

Crédit image : Karine Germain (https://unsplash.com)

Premier et dernier auteur

Peter James Morgan, Jérôme Epsztein

Contact dernier auteur

jerome.epsztein@inserm.fr

Date de publication : 27 novembre 2019


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