Une bonne nuit de sommeil permet non seulement de restaurer l’énergie de l’organisme, mais également de réinitialiser une autre fonction vitale : la mémoire. C’est ce qu’ont observé des chercheurs en neurobiologie de l’Université Cornell, aux Etats-Unis, qui ont publié leurs résultats dans la revue Science.
Apprendre ou expérimenter de nouvelles choses vient activer les neurones de l'hippocampe, une région du cerveau vitale pour la mémoire. Plus tard, lorsque nous dormons, ces mêmes neurones répètent le même schéma d'activité. C'est ainsi que le cerveau consolide les souvenirs, qui sont ensuite stockés dans une zone appelée cortex. "Mais comment se fait-il que nous puissions continuer à apprendre de nouvelles choses le lendemain, durant toute une vie, sans épuiser tous nos neurones ?", interrogent les scientifiques dans un communiqué.
Des électrodes implantées dans les hippocampes de souris
Réponse : par moments pendant le sommeil profond, certaines parties de l'hippocampe "se taisent", ce qui permet à ces neurones de se réinitialiser. "Ce mécanisme pourrait permettre au cerveau de réutiliser les mêmes ressources, les mêmes neurones, pour un nouvel apprentissage le lendemain", explique le professeur Azahara Oliva, auteur principal de l’étude.
L'hippocampe, rappelle-t-il, est divisé en trois régions : CA1, CA2 et CA3. On sait que CA1 et CA3 sont impliquées dans l'encodage de la mémoire liée au temps et à l'espace, mais le rôle de la région CA2 était jusqu’ici moins connu. Les chercheurs ont donc implanté des électrodes dans les hippocampes des souris afin d’enregistrer leur activité neuronale pendant l'apprentissage et le sommeil. Ils ont pu observer que, durant le sommeil, les neurones des zones CA1 et CA3 reproduisent les mêmes schémas neuronaux développés au cours de l'apprentissage dans la journée. Mais les chercheurs étaient soucieux de savoir comment le cerveau continue d'apprendre chaque jour sans s’épuiser et manquer de neurones.
Une réinitialisation de la mémoire pendant le sommeil
"Nous avons réalisé qu'il y a d'autres états qui se produisent dans l’hippocampe pendant le sommeil, où tout est réduit au silence, explique Azahara Oliva. Les régions CA1 et CA3 qui avaient été très actives étaient soudainement calmes. Il s'agit d'une réinitialisation de la mémoire, et cet état est généré par la région du milieu, CA2." Les chercheurs ont découvert en parallèle que le cerveau a des circuits parallèles régulés par deux types de neurones : l'un qui régule la mémoire, l'autre qui permet la réinitialisation de la mémoire.
Cette étude contribue à expliquer pourquoi tous les animaux ont besoin de sommeil, non seulement pour consolider les souvenirs, mais aussi réinitialiser le cerveau et le faire fonctionner pendant les heures de veille. "La mémoire est un processus dynamique", conclut le professeur.