Introduction:
La cognition humaine se caractérise par son extrême flexibilité, comme la capacité d'intégrer des évènements déjà mémorisés à de nouveaux contextes et ainsi de former des pensées abstraites, telles que des analogies et des inférences.
Lorsqu'un animal se déplace dans son environnement, les neurones hippocampiques individuels sont actifs lorsque l'animal occupe des régions spécifiques ou des situations spécifiques. Une traversée d'un environnement donné entraîne l'activation séquentielle d'une série de ces cellules neuronales.
Pendant le sommeil ou le repos éveillé, les circuits neuronaux hippocampiques rejouent les expériences spatiales (les situations auxquels le cerveau est confronté) à plusieurs niveaux sous la forme de potentiels d'action organisés en ondelettes transitoires.
Ces séquences d'activations cellulaires, qui peuvent être observées via un EEG, elles sont similaires à des séquences qui s'étaient produites pendant l'activité, mais leur relecture se fait a une échelle de temps beaucoup plus rapide. Cette relecture peut être effectuée dans le même ordre mais aussi en sens inverse.
Le phénomène a été principalement observé dans l'hippocampe, une région du cerveau associée à la mémoire et à la navigation spatiale. La première étude ayant exploré ce phénomène a été effectué en 1989. Elle a montré que l'activité neuronale des cellules pendant le sommeil ressemblait à l'activité pendant l'état éveillé. Des études ultérieures ont montré que d'autres groupes de cellules démontraient également ce même type d'activité accrue pendant le sommeil.
Il existe trois principaux modèles d'oscillation dans l'hippocampe: les ondes thêta, les ondelettes transitoires et les ondes gamma. Les oscillations gamma se trouvent dans toutes les principales structures cérébrales, tandis que les ondes thêta et transitoires sont spécifiques à l'hippocampe et à ses régions voisines. les ondelettes transitoires sont composées d'ondes de grande amplitude et d'oscillations rapides associées appelées ondelettes.
Une altération de l'activité gamma a été observée dans de nombreux troubles de l'humeur et cognitifs tels que la maladie d'Alzheimer, l'épilepsie, et la schizophrénie.
Des ondes transitoires et des ondelettes associées ont été observées dans le cerveau de nombreux mammifères, les souris, les rats, les lapins, les singes et les humains. Dans toutes ces espèces, il a été démontré que ces ondes étaient principalement impliquées dans la consolidation des souvenirs récemment acquis.
Les caractéristiques de ces oscillations, fournissent des indications sur leur rôle dans la consolidation de la mémoire. Certaines indications directes concernant leur rôle, proviennent d'études sur les effets de leur suppression. Des études animales ont ainsi indiqué que l'épuisement de l'ondelette par stimulation électrique, entravait la formation de nouveaux souvenirs chez le rat.
L'objet de l'article:
Pour étudier ces problèmes, les auteurs de l'article ont examiné l'organisation temporelle des événements sur une base événement à événement pendant la locomotion et l'immobilité éveillée chez des rats Long-Evans mâles Ceux ci ont appris à effectuer une tâche en se basant sur leur mémoire.
Les données ont été obtenus d'un réseau de tétrodes mobiles indépendentes, ciblant les zones CA1 et CA3 de l'hippocampe. Il y a quatre régions nommées CA dans l'hippocampe, d'après les initiales de Cornu Ammonis, un nom antérieur de l'hippocampe. Une tétrode est un type d'électrode utilisé en neuroscience pour analyser les potentiels d'action extracellulaires.
Les scientifiques expliquent qu'ils ont constatés que des événements neuronaux de périodicité variable pourraient représenter des expériences spatiales similaires et, de façon surprenante, que la variabilité augmentait plutôt qu'elle ne diminuait à mesure que l'environnement devenait plus familier, peut-être parce que la complexité de ceux-ci est mieux appréhendée.
La large gamme temporelle rythmant ces ondelettes était clairement visible dans de nouveaux environnements où les ondelettes transitoires sont très répandues et même augmenté dans des environnements plus familiers. Par contre aucun changement de ce type n'était présent pour les potentiels d'action associé à la locomotion.
La grande variabilité dans l'organisation temporelle des ondelettes transitoires liées à des situations plutôt que des mouvements, suggère que cette variabilité plus élevée sert une fonction.
Conclusion:
Les humains ont la capacité de se souvenir d'expériences passées avec divers degrés de spécificité, et il est possible que ce degré de spécificité corresponde sur le plan physiologique à différents niveaux temporels de répétitions de groupes de potentiels d'action.
Les analyses narrées dans cet article suggèrent qu'une expérience spatiale similaire peut être rejouée dans différentes configurations temporelles de groupes de potentiels d'actions. Cette variabilité est accrue dans des environnements plus familiers.
Les auteurs émettent donc l'hypothèse que la variabilité de l'organisation temporelle de l'hippocampe entraîne un mécanisme de récupération des expériences mémorisées avec divers degrés de spécificité.
