Le sommeil renforce la mémoire

Une nuit complète de sommeil renforce la mémoire en consolidant les informations nouvellement apprises, un processus essentiel pour les animaux, qui doivent se souvenir des sources de nourriture pour survivre. Les chercheurs étudient cette fonction en laboratoire en entraînant des souris et des rats à explorer leur environnement à travers diverses tâches de mémoire.

Dans les expériences d’apprentissage spatial, les animaux doivent localiser et mémoriser des récompenses alimentaires dans des labyrinthes. Malgré des recherches approfondies sur les mécanismes neuronaux de l’apprentissage et de la mémoire, de nombreuses questions restent sans réponse.

Une équipe dirigée par le professeur Jozsef Csicsvari de l’Institut des sciences et technologies d’Autriche (ISTA) a étudié comment les différentes phases du sommeil optimisent la mémoire. Grâce à des enregistrements sans fil, ils ont suivi l’activité neuronale de rats pendant 20 heures, une durée bien supérieure aux études précédentes.

« Nous avons découvert qu’au début du sommeil, l’activité neuronale reflète les souvenirs spatiaux récents. À mesure que le sommeil progresse, ces schémas évoluent et ressemblent à ceux observés lorsque les rats sont éveillés et se rappellent l’emplacement de leurs récompenses alimentaires », explique Csicsvari. Les résultats sont publiés dans Neuron.

L’hippocampe et la cartographie cognitive

Des recherches antérieures ont montré que l’hippocampe, une région corticale du cerveau, est essentiel à la fois pour la navigation spatiale—exploration et maintien des trajets—et pour l’apprentissage spatial. Les neurones hippocampiques suivent la position d’un animal en s’activant à des endroits précis, créant ainsi une carte cognitive de l’environnement. Les animaux s’appuient sur cette carte pour se déplacer tout en la mettant continuellement à jour au fur et à mesure de leur apprentissage. Notamment, les emplacements des récompenses deviennent surreprésentés sur ces cartes cognitives, jouant un rôle crucial dans le processus d’apprentissage.

Après l’apprentissage spatial, l’hippocampe renforce les souvenirs pendant le sommeil en réactivant les traces mnésiques récemment acquises. Le groupe de Csicsvari a déjà démontré que plus un emplacement de récompense est réactivé pendant le sommeil, mieux l’animal s’en souvient à son réveil. À l’inverse, lorsque les chercheurs ont bloqué la réactivation d’un souvenir spécifique lié à une récompense, les animaux étaient incapables de se rappeler cet emplacement.

Jusqu’à présent, les scientifiques n’avaient étudié la réactivation de la mémoire spatiale que pendant de courtes périodes de sommeil. Cette étude a cependant prolongé les observations sur 20 heures grâce à des enregistrements sans fil.

« Nos résultats étaient inattendus. L’activité neuronale associée aux emplacements des récompenses s’est réorganisée pendant le sommeil prolongé », a déclaré Lars Bollmann, docteur de l’ISTA.

Changement neuronal pendant le sommeil

Certains neurones sont restés actifs, formant un « sous-groupe stable », tandis que d’autres ont cessé de s’activer et que de nouveaux ont progressivement pris le relais. Les premiers schémas du sommeil reflétaient l’activité de la phase d’apprentissage, mais plus tard, ils ressemblaient au rappel éveillé.

L’étude a établi un lien entre ce changement d’activité neuronale et la réactivation de la mémoire, montrant que le sommeil non paradoxal favorise la réorganisation, tandis que le sommeil paradoxal la contrecarre.

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Lisez l’article original sur :TechCrunch

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