- En étudiant des souris, les chercheurs ont observé que la contraction des pupilles consolide les souvenirs récents durant le sommeil non-REM, tandis que leur dilatation réactive les souvenirs anciens.
- Ce mécanisme évite l'"oubli cataclysmique", où de nouveaux souvenirs effacent les anciens. Ces cycles, brefs et subtils, fonctionnent comme un métronome interne.
- Ces résultats pourraient inspirer des avancées en neurosciences humaines et en intelligence artificielle.
Des chercheurs de l’Université Cornell ont révélé un lien surprenant entre la pupille et la façon dont le cerveau consolide les souvenirs pendant le sommeil. En étudiant des souris équipées d’électrodes cérébrales et de micro-caméras, ils ont découvert que les souvenirs récents sont consolidés pendant un sous-état du sommeil lent (non-REM), lorsque la pupille se contracte. À l’inverse, les souvenirs anciens sont réactivés lorsque la pupille se dilate.
Leurs travaux, publiés dans la revue Nature, pourraient non seulement améliorer les techniques de renforcement mnésique chez l’humain, mais également aider les scientifiques à optimiser des réseaux neuronaux artificiels.
Une micro-structure du sommeil pour éviter l’oubli
En explorant la mémoire des souris à l’aide d’expériences variées (labyrinthes, récompenses alimentaires), les chercheurs ont observé des variations subtiles de la pupille durant le sommeil, associées à des activités neuronales précises. Selon eux, cette séparation entre les deux sous-états du sommeil évite le phénomène d’"oubli cataclysmique", où un nouveau souvenir effacerait les anciens.
Les électrodes ont permis d’enregistrer des activités neuronales intenses lors des phases de contraction pupillaire, correspondant à la consolidation des souvenirs récents. Pendant les phases de dilatation, des souvenirs plus anciens étaient réactivés et intégrés à la mémoire.
"Le sommeil non-REM est le moment où se produit la consolidation mémorielle, mais ces moments sont extrêmement brefs, environ 100 millisecondes, et passent inaperçus chez l’humain", expliquent les scientifiques dans un communiqué. La pupille, en fluctuant entre contraction et dilatation, semble jouer le rôle d’un métronome interne permettant au cerveau de traiter alternativement les souvenirs récents et anciens sans interférer.
Des similitudes avec le sommeil humain
Contrairement à ce que l’on pensait, le sommeil des souris présente une variété de structures temporelles rappelant celles des humains. En perturbant ces phases et en testant la rétention des tâches apprises, les chercheurs ont confirmé l’importance de ces cycles dans la mémoire.
Cette recherche ouvre des perspectives pour mieux comprendre les processus mnésiques chez l’humain et améliorer les stratégies éducatives ou thérapeutiques. Elle pourrait aussi inspirer les modèles de mémoire artificielle, en intégrant des systèmes alternant également entre apprentissage et consolidation.
