122 – Mémorisation et sommeil

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Une découverte récente nous permet de mieux comprendre comment le cerveau travaille pour nous fabriquer des souvenirs durables.
Au final la mémorisation se déroule et se consolide pendant que nous dormons. Mais comment ?

Pendant que nous dormons le cerveau travaille !
© SogoodSanté

Un article publié sur ogolf.fr en décembre 2014 décrivait les cinq systèmes de la mémoire humaine et la façon dont ces systèmes fonctionnaient.

Restait cependant une question :
comment se fait la mémorisation ?

À cette époque la meilleure hypothèse était formulée en conclusion de l’article :

« Des expériences de rappel d’informations montrent que le fait de dormir améliore la mémorisation, et ce d’autant plus que la durée du sommeil est longue (plus de 6h). »

En juin 2016 une mise à jour du même article apportait une précision :

« Pour la première fois, des chercheurs du Centre interdisciplinaire de recherche en biologie ont établi la preuve directe que la mémorisation à long terme des souvenirs implique un échange pendant le sommeil entre deux structures du cerveau, l’hippocampe et le cortex. »

Aujourd’hui une équipe de ce même Centre interdisciplinaire de recherche en biologie nous propose une nouvelle avancée.

Sommeil profond

Depuis plus de vingt ans les scientifiques du monde entier ont entrepris une exploration systématique du cerveau et de son fonctionnement.

Le cortex cérébral forme une couche superficielle qui oscille entre 1 et 4.5 millimètres d’épaisseur. Le cortex est divisé en différentes parties appelées lobes.

Pendant cette période nous avons appris que durant le sommeil, l’hippocampe (situé dans les deux hémisphères quasiment au centre bas du cerveau) se réactive spontanément et transmet des informations au cortex.

Puis il semblait que le cerveau entrait dans une phase de repos appelée « onde delta », pour reprendre ensuite une activité plus rythmée baptisée « fuseau de sommeil ».

Ce cycle se reproduisant plusieurs fois pendant notre sommeil.

Les fuseaux de sommeil sont des bouffées d’activité de 8 à 14 Hz et de 50 à 150 microvolts d’amplitude. Ces fuseaux durent généralement 1 à 2 secondes.
Extrait du site « Le cerveau à tous les niveaux. »

Il paraissait acquis que les ondes delta étaient des phases de silence durant lesquelles le cortex se reposait.

Un repos actif

La découverte dont je vous parle aujourd’hui prouve qu’il n’en est rien. Les chercheurs ont constaté qu’en fait le cortex n’est pas tout à fait silencieux pendant les ondes delta. Quelques neurones restent bien actifs et s’organisent en petits groupes coactifs qui utilisent le silence des autres neurones pour coder des informations.

Alors que tous les autres neurones se taisent, ils peuvent effectuer des calculs importants à l’abri de possibles perturbations.

Mieux ! Il semble que les réactivations de l’hippocampe déterminent quels neurones corticaux resteront actifs pendant les ondes delta. Ce qui révèle bien l’existence d’une transmission d’informations entre les deux structures cérébrales, hippocampe-cortex.

Mieux encore ! Ces groupes de neurones appelés à rester actifs sont choisis parmi les neurones qui ont été fortement sollicités lors de l’apprentissage d’une tâche de mémoire spatiale au cours de la journée.

Dans le silence des neurones

Réseau de neurones. © Centre National de la Recherche Scientifique

Pour les chercheurs ces résultats permettent de penser que ces processus sont impliqués dans la consolidation de la mémoire.

Afin de le vérifier, ils se sont livrés à plusieurs expérimentations sur des rats chez lesquels ils ont produits des phases d’ondes delta artificielles afin d’isoler soit des neurones associés aux réactivations de l’hippocampe, soit des neurones au hasard. Ils ont constaté que si les bons neurones sont isolés, les rats stabilisent leur mémoire et peuvent réussir un test spatial le lendemain.

Les ondes delta seraient donc un moyen pour notre cerveau d’isoler sélectivement des assemblées de neurones choisies. Celles-ci peuvent alors transmettent une information cruciale entre les périodes de dialogue hippocampe-cortex et de réorganisation des circuits corticaux. Le but étant de former des souvenirs à long terme.

Cette découverte devrait conduire à une révision profonde de notre compréhension du cortex.

Et le golf dans tout ça

Et bien presque rien d’immédiatement utilisable ! Mais comme toujours la recherche fondamentale précède les applications…

Sinon un conseil : après un cours de golf, ne nous précipitons pas au practice ou sur le parcour. Allons dormir !

Accès à la Communication des chercheurs dans la revue Science (en anglais)