Une récente étude de l'Université Cornell révèle que le sommeil ne se contente pas de consolider la mémoire, il réinitialise aussi les neurones, permettant au cerveau de continuer à apprendre sans épuiser ses ressources. Cette découverte pourrait avoir des implications majeures pour le traitement de troubles neurologiques comme la maladie d'Alzheimer ou le stress post-traumatique.
Lorsqu'une personne apprend ou vit de nouvelles expériences, les neurones de l'hippocampe, une région clé du cerveau pour la mémoire, s'activent. Pendant le sommeil, ces neurones reproduisent les schémas d'activité observés dans la journée, un processus essentiel pour la consolidation des souvenirs, ensuite stockés dans le cortex. Cependant, les scientifiques s'interrogeaient sur la capacité du cerveau à continuer d'apprendre de nouvelles informations tout au long de la vie sans épuiser ses neurones.
L'étude, publiée dans
Science, montre qu'à certains moments du sommeil profond, des régions spécifiques de l'hippocampe se "mettent à l'arrêt", permettant une réinitialisation des neurones. Azahara Oliva, professeure assistante en neurobiologie et auteure principale de l'étude, explique: "Ce mécanisme pourrait permettre au cerveau de réutiliser les mêmes neurones pour de nouveaux apprentissages le lendemain."
L'hippocampe est divisé en trois régions principales: CA1, CA2 et CA3. Les régions CA1 et CA3, bien étudiées, sont impliquées dans l'encodage des mémoires liées au temps et à l'espace. En revanche, la fonction de CA2 était jusqu'ici moins comprise. Cette recherche a montré que CA2 est essentielle pour provoquer le silence des autres régions de l'hippocampe, favorisant ainsi le "reset" de la mémoire pendant le sommeil.
Les chercheurs ont implanté des électrodes dans l'hippocampe de souris pour enregistrer l'activité neuronale durant l'apprentissage et le sommeil. Ils ont observé que les neurones des régions CA1 et CA3 reproduisent les schémas neuronaux développés pendant la journée, avant de se taire sous l'influence de CA2. Cela suggère que le cerveau dispose de circuits parallèles régulés par deux types de neurones: les neurones pyramidaux, cruciaux pour l'apprentissage, et les interneurones, qui assurent la réinitialisation de la mémoire.
Cette découverte est capitale pour comprendre pourquoi le sommeil est indispensable chez tous les animaux: il ne sert pas seulement à consolider les souvenirs, mais aussi à réinitialiser le cerveau pour qu'il reste fonctionnel pendant les heures d'éveil. Les chercheurs espèrent que cette connaissance pourra être utilisée pour améliorer la mémoire et traiter les troubles liés à celle-ci, comme l'Alzheimer, ou pour effacer des souvenirs traumatisants.