Protéines phosphatases et mémoire

Les processus d’apprentissage et de mémorisation et les mécanismes qui les contrôlent sont complexes et multiples. Leur étude, initialement limitée à des observations cliniques chez l’homme et expérimentales chez l’animal, engage aujourd’hui les domaines de la biologie cellulaire, la biologie moléculaire, la génétique, l’électrophysiologie, l’imagerie. C’est au milieu du siècle dernier que la recherche sur l’apprentissage et la mémoire a réellement pris toute son importance après que les structures cérébrales nécessaires à l’acquisition et à la mémorisation d’informations aient été identifiées. Cette découverte était en grande partie le résultat des travaux des Docteurs William Scoville et Brenda Milner, deux neurologues canadiens qui, en 1953, décrivirent un cas clinique d’amnésie extrêmement intéressant. Il s’agissait d’un jeune homme nommé H. M. devenu épileptique à la suite d’un accident de bicyclette pendant son enfance, et opéré par les Docteurs Scoville et Millner. Afin de soulager cette épilepsie chronique, les neurologues avaient décidé d’exciser bilatéralement les lobes temporaux du cerveau de H. M. Leur hypothèse était qu’en éliminant le siège potentiel d’initiation des crises, il était possible de fortement limiter l’ampleur de l’activité épileptiforme et d’améliorer la vie du patient. Après son opération, H. M. fut effectivement soulagé de ses attaques épileptiques mais se révéla être atteint d’une profonde amnésie [1]. En effet, il n’était plus capable d’apprendre à reconnaître de nouvelles choses, de mémoriser de nouveaux visages ni de se souvenir de nouveaux endroits. Ses capacités d’apprentissage et de mémorisation dite de type explicite, c’est-à-dire celles qui nécessitent un effort conscient de rappel, étaient anéanties. Sa mémoire de type implicite, c’està-dire sa mémoire inconsciente lui permettant de se souvenir d’une activité motrice par exemple, ou de l’association d’événements, était cependant intacte. H. M. parvenait ainsi à apprendre comment écrire de droite à gauche par exemple, ou comment dessiner à l’envers en utilisant un miroir, sans pourtant se souvenir avoir effectué ces exercices, ni reconnaître les personnes qui les lui avaient proposés. En revanche, malgré ses difficultés de mémorisation, H. M. avait conservé ses souvenirs les plus anciens, c’est-à-dire ceux acquis avant l’opération, ainsi que ses capacités intellectuelles. Ces observations révélaient donc qu’une lésion des structures cérébrales temporales altère la formation de la mémoire, tout en épargnant les souvenirs déjà mémorisés. Elles permirent par conséquent d’identifier les lobes temporaux comme support anatomique de la mémoire nouvellement formée [2]. Dans ces lobes, l’hippocampe en particulier, fut établi comme une structure centrale de l’apprentissage, alors que d’autres aires cérébrales, non touchées chez H. M., permettent plutôt de stocker les traces mnésiques une fois formées. Ces autres structures résident dans l’enveloppe corticale et comprennent le cortex sensoriel, visuel, etc. De nombreuses études ultérieures effectuées sur d’autres patients amnésiques ont largement corroboré ces observations et plus récemment, l’utilisation de méthodes d’imagerie modernes a apporté une confirmation visuelle sans équivoque [3, 4]. Bien que les structures anatomiques de la mémoire soient maintenant relativement bien circonscrites, les mécanismes qui permettent aux neurones de recevoir, d’analyser, de transcrire et de conserver les informations reçues sont encore mal connus. Une des propriétés les plus importantes des neurones et de leurs connections (synapses), et considérée comme essentielle à ces fonctions, est leur plasticité. Ainsi, les neurones sont capables d’adapter leurs réponses à des changements survenus dans l’environnement, de renforcer ou affaiblir leur niveau de communication avec les neurones voisins de façon temporaire ou durable. Un échange efficace et soutenu favorise l’assimilation et la mémorisation d’informations, alors qu’une mauvaise communication conduit à leur dégradation, voire à leur perte. Cette plasticité synaptique serait la base cellulaire des processus d’apprentissage et de mémoire. La question qui se pose alors est de savoir quels constituants moléculaires dans les neurones confèrent cette propriété de plasticité, et comment ces constituants jouent leurs rôles. Un modèle de plasticité synaptique, découvert en 1973 [5], a été abondamment exploité pour étudier ces composants moléculaires expérimentalement [6]. Ce modèle permet de reproduire, in vitro dans des tranches de cerveau maintenues en survivance par perfusion de liquide cérébrospinal artificiel, ou in vivo chez l’animal anesthésié ou éveillé, des réponses neuronales considérées comme similaires à celles supposées être induites lors de la formation de la mémoire. Dans l’hippocampe ou le cortex, une stimulation électrique intense et Protéines phosphatases et mémoire