Une étude sur la souris montre comment le manque de sommeil affecte la création de mémoire

Bien que les scientifiques aient su qu'un manque de sommeil peut interférer avec la capacité d'apprendre et de créer des souvenirs, les méthodes précises par lesquelles cela se produit est obscure.

Les chercheurs ne savaient pas ce qui empêchait l'hippocampe - deux structures en forme d'hippocampe situées dans le lobe temporal du cerveau où de nombreux souvenirs à long terme sont créés - de faire son travail.

Maintenant, dans une nouvelle étude, des chercheurs de l'Université du Michigan ont découvert que l'interférence avec les oscillations associées au sommeil - le déclenchement rythmique des neurones - dans une sous-section de l'hippocampe est probablement le coupable.

Leurs résultats sont publiés dans Communications de la nature.

Pour tester le rôle des oscillations dans la formation de la mémoire, les chercheurs, dirigés par l'étudiante diplômée Nicolette Ognjanovski, ont enregistré l'activité hippocampique de base d'un groupe de souris.

Ils ont placé les souris dans un nouvel environnement, les ont laissées explorer, leur ont donné un léger choc au pied, puis les ont replacées dans leurs cages domestiques pour se reposer et dormir normalement.

«Si vous ramenez la souris dans cette même structure un jour ou même quelques mois plus tard, elle aura cette réaction de peur très stéréotypée, c'est-à-dire qu'elle se fige», a déclaré le Dr Sara Aton, professeure adjointe et auteure principale de l'article. .

«Mais si vous privez un animal de sommeil pendant quelques heures après ce couplage contexte-choc, la souris ne s'en souviendra pas le lendemain.»

Les chercheurs ont découvert que chez les souris normalement endormies, les oscillations associées au sommeil dans une sous-section de l'hippocampe appelée CA1 étaient plus robustes après l'apprentissage.

Ils ont ensuite pris un nouveau groupe de souris, enregistré leur activité hippocampique de base et leur ont demandé d'effectuer la même tâche. Les chercheurs ont également donné à ces souris un médicament pour inhiber une petite population de neurones inhibiteurs dans CA1 qui expriment la parvalbumine, une protéine de liaison au calcium associée à un dysfonctionnement de la mémoire.

Les chercheurs n'ont pas changé le comportement de sommeil de l'animal - ils dormaient normalement. Mais la désactivation de l'activité des neurones exprimant la parvalbumine a perturbé le déclenchement rythmique des neurones CA1 environnants pendant que ces animaux dormaient.

La suppression des cellules exprimant la parvalbumine a semblé anéantir complètement l’augmentation normale des oscillations associée à l’apprentissage dans cette section de l’hippocampe de la souris.

"Il existe un vieux théorème appelé la loi de Hebb, qui est:" Feu ensemble, reliez ensemble "", a déclaré Aton. "Si vous pouvez faire fonctionner deux neurones avec une grande régularité à proximité l'un de l'autre, il est très probable que vous allez affecter la force des connexions entre eux."

Lorsque les neurones ont été empêchés de se déclencher régulièrement et rythmiquement, les souris ont oublié qu'il y avait une association effrayante avec leur tâche.

«L'activité oscillatoire dominante, qui est si critique pour l'apprentissage, est contrôlée par un très petit nombre de la population cellulaire totale de l'hippocampe», a déclaré Ognjanovski, également premier auteur de l'étude.

«Cela change le récit de ce que nous comprenons sur le fonctionnement des réseaux. Les oscillations contrôlées par les cellules de parvalbumine sont liées aux changements du réseau global ou à la stabilité. Les souvenirs ne sont pas stockés dans des cellules individuelles, mais distribués via le réseau. "

Les chercheurs ont également comparé la stabilité des connexions des neurones entre le groupe témoin et le groupe dont les oscillations du sommeil ont été perturbées.

Ils ont constaté que non seulement les connexions étaient plus fortes dans le groupe témoin après leur essai d'apprentissage, mais que ces connexions neuronales étaient également plus fortes. Ces changements ont été bloqués lorsque les oscillations hippocampiques associées au sommeil ont été interrompues expérimentalement.

«Il semble que cette population de neurones qui génère des rythmes dans le cerveau pendant le sommeil fournit un contenu informatif pour renforcer les souvenirs», a déclaré Aton.

«Le rythme lui-même semble être la partie la plus critique, et peut-être pourquoi vous avez besoin de dormir pour former ces souvenirs.»

Source: Université du Michigan