Question en suspens dans les modèles théoriques de la mémoire abordée —
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Une équipe de recherche dirigée par des membres du corps professoral de la Wayne State University a découvert que la communication entre deux régions clés de la mémoire dans le cerveau détermine comment ce que nous vivons devient une partie de ce dont nous nous souvenons, et à mesure que ces régions mûrissent, les façons précises par lesquelles elles interagissent nous font mieux à former des souvenirs durables.
L’étude, “Signatures thêta oscillatoires dissociables de la formation de la mémoire dans le cerveau en développement”, a été publiée dans le numéro du 15 février de Biologie actuelle.
Selon les chercheurs, on soupçonne depuis longtemps que les interactions entre le lobe temporal médial (MTL) et le cortex préfrontal (PFC), deux régions du cerveau qui jouent un rôle clé dans le soutien de la formation de la mémoire, sont responsables de l’augmentation robuste de la mémoire. capacités entre l’enfance et l’âge adulte. Pour comprendre la nature de ces interactions, ils ont examiné des données électrocorticographiques (ECoG) rares enregistrées simultanément à partir de MTL et de PFC chez des patients neurochirurgicaux, enfants et adultes, qui tentaient de mémoriser des images de scènes. Avec ces données uniques, les chercheurs ont examiné comment les interactions MTL-PFC soutiennent le développement de la mémoire.
“Nous avons commencé par identifier deux signaux cérébraux distincts – des oscillations que l’on peut considérer comme des fluctuations de l’activité cérébrale électrique coordonnée, à la fois dans la fréquence thêta, une thêta plus lente (~ 3 Hz) et une plus rapide (~ 7 Hz) – qui sous-tendent la formation de la mémoire dans le MTL. Nous avons ensuite continué à isoler les effets uniques que ces oscillations thêta rapides et lentes jouent dans les interactions MTL-PFC », a déclaré Noa Ofen, Ph.D., professeur agrégé de psychologie au Collège des arts libéraux et des sciences. et membre du corps professoral de l’Institut de gérontologie, du Merrill Palmer Skillman Institute et du programme de neurosciences translationnelles de Wayne State. “Nous avons constaté que les deux oscillations soulignaient les interactions MTL-PFC, mais de manière unique et complémentaire, et nous étions ravis de constater également que ces signatures distinctes d’interactions entre les régions de mémoire dictaient si une mémoire était formée avec succès.”
L’équipe a ensuite demandé si ces signatures d’interactions MTL-PFC expliquaient directement une meilleure mémoire chez les personnes âgées par rapport aux plus jeunes, et en effet, ils ont découvert que les interactions MTL-PFC précédant immédiatement le début de la scène différencient les adolescents les plus performants des adolescents et des enfants moins performants, montrant ainsi des relations directes avec le développement de la mémoire.
Une autre découverte de l’étude est qu’il semble y avoir des différences d’âge dans les oscillations thêta rapides et lentes – la fréquence thêta lente ralentit avec l’âge et le rythme rapide s’accélère. Il s’agit d’une nouvelle découverte critique qui a des implications potentiellement vastes pour comprendre le développement du cerveau et comprendre les différences liées à l’âge dans les performances de reconnaissance.
Curieuse de connaître l’infrastructure anatomique sous-jacente qui donne lieu aux interactions qui soutiennent la mémoire, l’équipe a associé ses découvertes aux données IRM pondérées en diffusion d’un sous-ensemble de sujets. Ils ont découvert que les signatures neurophysiologiques du développement de la mémoire étaient liées à la maturation structurelle d’un tractus spécifique de la substance blanche – le cingulum.
“En rassemblant les pièces, cette recherche révèle que les régions clés de la mémoire interagissent via deux mécanismes de plus en plus dissociables à mesure que la mémoire s’améliore avec l’âge”, a déclaré Elizabeth Johnson, Ph.D., professeure adjointe de sciences sociales médicales et de pédiatrie à l’Université Northwestern.
“Les résultats suggèrent que le développement de la mémoire est enraciné dans le développement de la capacité du cerveau à effectuer plusieurs tâches – ici, coordonner des réseaux thêta lents et rapides distincts le long du même tractus. Cela nous dit quelque chose de fondamental sur la façon dont la mémoire devient ce qu’elle est.”
Les principaux auteurs de l’étude sont Elizabeth L. Johnson, Ph.D., ancienne post-doctorante de Wayne State et professeure adjointe de sciences sociales médicales et de pédiatrie à l’Université Northwestern et Noa Ofen, Ph.D., professeure agrégée de psychologie et faculté membre de l’Institut de gérontologie, Merrill Palmer Skillman Institute, et du programme de neurosciences translationnelles, Wayne State University. Les autres co-auteurs sont les étudiants diplômés de la Wayne State University Qin Yin et Nolan O’Hara; Dr Lingfei Tang, étudiant postdoctoral à la Wayne State University; et le Dr Eishi Asano et le Dr Justin Jeong, Départements de pédiatrie et de neurologie, École de médecine de l’Université Wayne State et Hôpital pour enfants du Michigan.
Cette recherche a été financée par des subventions des National Institutes of Health (NIMH R01MH107512, NINDS R00NS115918, NINDS R01NS64033 et NINDS R01089659.
