Apprendre des connexions entre des éléments non liés nécessite que les neurones et les circuits cérébraux représentant ces éléments soient actifs et interagissent pendant le sommeil


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  • La mémoire relationnelle est la capacité de se souvenir d’associations arbitraires ou indirectes entre des objets, des personnes ou des événements, tels que des noms avec des visages, où vous avez laissé vos clés de voiture et si vous avez éteint la cuisinière après avoir cuisiné mais avant de quitter la maison.

    Des recherches antérieures ont établi que la mémoire animale et humaine bénéficie d’un sommeil suffisant et de qualité. Dans une nouvelle étude, publiée le 25 mai 2022 dans le Journal des neurosciencesMaxim Bazhenov, PhD, professeur de médecine à la faculté de médecine de l’Université de Californie à San Diego, et Timothy Tadros, étudiant diplômé de son laboratoire, décrivent les mécanismes sous-jacents qui renforcent ou créent de nouveaux souvenirs relationnels pendant le sommeil.

    Les auteurs ont développé un modèle artificiel de deux régions du cerveau : le thalamique (impliqué dans le traitement sensoriel antérieur) et le cortical (impliqué dans la mémoire, l’apprentissage et la prise de décision). Le modèle était capable de simuler deux états majeurs du cerveau : éveillé lorsque les neurones sont spontanément actifs et optimisé pour traiter les entrées sensorielles et sommeil profond lorsque des oscillations intrinsèques de l’activité électrique sont générées, telles que des ondes lentes.

    Les propriétés du modèle de réseau pourraient être modifiées pour favoriser les transitions entre l’activité éveillée et endormie, similaire à ce que le cerveau biologique fait tous les jours.

    Dans la région corticale, les connexions entre les neurones ont été autorisées à devenir plus fortes ou plus faibles en fonction de leur activité, connue sous le nom de plasticité synaptique, qui reflète le principal mécanisme biologique connu pour la formation ou l’effacement des souvenirs.

    « Nous avons modélisé le cortex après le traitement visuel, avec une couche corticale représentant le cortex visuel primaire et une autre couche corticale représentant le cortex associatif », a déclaré Tadros. « Chaque fois que l’on voit le même objet, à peu près les mêmes neurones du cortex visuel seraient actifs. Si une personne voit deux objets dans le même contexte, alors ces associations pourraient être apprises dans le cortex associatif en renforçant les connexions entre les neurones qui représentent chacun des deux objets. »

    Les scientifiques ont entraîné le réseau dans son mode éveillé pour apprendre de telles associations directes, telles que A+B ou B+C mais pas A+C, puis ont découvert qu’en mode veille, le modèle formait des associations indirectes : A+C.

    « Cela s’est produit parce que pendant le sommeil, les neurones représentant les trois éléments liés (A, B et C) se sont déclenchés spontanément dans un ordre temporel proche, un phénomène appelé rejeu du sommeil, qui a déclenché la plasticité synaptique et conduit à la formation de fortes connexions synaptiques entre tous ces neurones,  » a déclaré Bajenov. « Par conséquent, après le sommeil, l’activation d’un groupe, tel que A, activait tous les autres groupes liés, tels que B et C. »

    Bien que principalement conceptuels, les chercheurs ont déclaré que le travail avait des implications dans le monde réel.

    « Un impact important de l’étude dans le monde réel est d’informer les futures études sur des maladies, telles que la schizophrénie et les troubles du spectre autistique », a déclaré Bazhenov. « Des études ont montré que les personnes atteintes de ces conditions ont de moins bons résultats dans les tâches de mémoire relationnelle et ont également un sommeil perturbé, en particulier un sommeil à ondes lentes.

    « Notre étude suggère que se concentrer sur l’amélioration du sommeil à ondes lentes afin d’atténuer certains des symptômes cognitifs associés à ces conditions peut être une voie plus fructueuse que de se concentrer exclusivement sur les symptômes cognitifs. »

    Les auteurs ont également noté que la fonction de mémoire et la qualité du sommeil diminuent avec l’âge, mais les technologies actuelles ou nouvelles qui augmentent les oscillations du sommeil peuvent aider à protéger et à améliorer la fonction de mémoire chez les personnes âgées.

    Source de l’histoire :

    Matériaux fourni par Université de Californie – San Diego. Original écrit par Scott LaFee. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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