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La capacité à apprendre et à former de nouveaux souvenirs est essentielle pour notre existence quotidienne et notre identité, car elle nous aide à nous diriger dans le monde. Une nouvelle étude effectuée par des chercheurs de l'Institut et de l'hôpital neurologiques de Montréal (le Neuro), de l'Université McGill et de l'Université de Californie à Los Angeles a capté pour la première fois une image du mécanisme, la synthèse de protéines, sous-jacent à la formation de la mémoire à long terme.
Les résultats de l'étude fournissent la première preuve visuelle que, lors de la formation d'un nouveau souvenir, il y a synthèse de nouvelles protéines localement à la synapse – lieu de connexion entre les cellules nerveuses – ce qui accroît la force de la jonction synaptique et renforce la mémoire.
L'étude publiée dans la revue Science est importante pour comprendre comment se créent les traces mnésiques, et la possibilité de les observer en temps réel permettra de comprendre en détail comment se forment les engrammes.
Lorsqu'on s'attarde à ce qui peut se produire dans le cerveau sur le plan moléculaire, il faut tenir compte de propriétés essentielles de la mémoire. Primo, étant donné la quantité d'information qui doit être conservée sur une longue période de temps, il doit exister un certain degré de stabilité. Secundo, pour tenir compte de l'apprentissage et de l'adaptation, le système doit aussi être très flexible.
Voilà pourquoi la recherche s'est concentrée sur les synapses qui sont le principal lieu d'échange et de stockage dans le cerveau. Elles forment un vaste réseau, constamment fluctuant, de connexions dont la capacité à changer et à s'adapter, la plasticité synaptique, pourrait être la base fondamentale de l'apprentissage et de la mémoire.
"Mais, si ce réseau change constamment, la question qui se pose est comment les engrammes restent-ils intacts, comment se forment-ils? On sait depuis quelque temps qu'une étape importante de la formation de la mémoire à long terme est la "traduction", ou la production, de nouvelles protéines localement à la synapse, ce qui consolide la jonction synaptique dans le renforcement d'un engramme, ce qui n'avait jamais été vu en image", explique le Pr Wayne Sossin, scientifique du Neuro et cochercheur de l'étude. En utilisant un reporter translationnel, une protéine fluorescente qui peut facilement être détectée et suivie, nous avons visualisé directement l'augmentation de traduction locale, ou protéinogénèse, pendant la formation de la mémoire. Qui plus est, cette traduction était spécifique à la synapse et nécessitait l'activation de la cellule postsynaptique, ce qui montre que cette étape requiert la coopération entre les compartiments présynaptique et postsynaptique, les parties des deux neurones qui se rencontrent à la synapse. Ainsi, une traduction locale très régulée se produit aux synapses durant la plasticité à long terme et nécessite des signaux transsynaptiques."
La mémoire à long terme et la plasticité synaptique nécessitent des changements dans l'expression génique, mais peuvent tout de même se produire de façon spécifique aux synapses. Cette étude fournit la preuve qu'un mécanisme qui assure la médiation de cette expression génique durant la plasticité neuronale implique la traduction régulée d'ARNm localisé aux synapses stimulées. Ces résultats contribuent à établir les processus moléculaires en jeu dans la formation de la mémoire à long terme et permettent de mieux comprendre les maladies engendrant une dégénérescence de la mémoire.
Source: Université McGill
Les résultats de l'étude fournissent la première preuve visuelle que, lors de la formation d'un nouveau souvenir, il y a synthèse de nouvelles protéines localement à la synapse – lieu de connexion entre les cellules nerveuses – ce qui accroît la force de la jonction synaptique et renforce la mémoire.
L'étude publiée dans la revue Science est importante pour comprendre comment se créent les traces mnésiques, et la possibilité de les observer en temps réel permettra de comprendre en détail comment se forment les engrammes.
Lorsqu'on s'attarde à ce qui peut se produire dans le cerveau sur le plan moléculaire, il faut tenir compte de propriétés essentielles de la mémoire. Primo, étant donné la quantité d'information qui doit être conservée sur une longue période de temps, il doit exister un certain degré de stabilité. Secundo, pour tenir compte de l'apprentissage et de l'adaptation, le système doit aussi être très flexible.
Voilà pourquoi la recherche s'est concentrée sur les synapses qui sont le principal lieu d'échange et de stockage dans le cerveau. Elles forment un vaste réseau, constamment fluctuant, de connexions dont la capacité à changer et à s'adapter, la plasticité synaptique, pourrait être la base fondamentale de l'apprentissage et de la mémoire.
"Mais, si ce réseau change constamment, la question qui se pose est comment les engrammes restent-ils intacts, comment se forment-ils? On sait depuis quelque temps qu'une étape importante de la formation de la mémoire à long terme est la "traduction", ou la production, de nouvelles protéines localement à la synapse, ce qui consolide la jonction synaptique dans le renforcement d'un engramme, ce qui n'avait jamais été vu en image", explique le Pr Wayne Sossin, scientifique du Neuro et cochercheur de l'étude. En utilisant un reporter translationnel, une protéine fluorescente qui peut facilement être détectée et suivie, nous avons visualisé directement l'augmentation de traduction locale, ou protéinogénèse, pendant la formation de la mémoire. Qui plus est, cette traduction était spécifique à la synapse et nécessitait l'activation de la cellule postsynaptique, ce qui montre que cette étape requiert la coopération entre les compartiments présynaptique et postsynaptique, les parties des deux neurones qui se rencontrent à la synapse. Ainsi, une traduction locale très régulée se produit aux synapses durant la plasticité à long terme et nécessite des signaux transsynaptiques."
La mémoire à long terme et la plasticité synaptique nécessitent des changements dans l'expression génique, mais peuvent tout de même se produire de façon spécifique aux synapses. Cette étude fournit la preuve qu'un mécanisme qui assure la médiation de cette expression génique durant la plasticité neuronale implique la traduction régulée d'ARNm localisé aux synapses stimulées. Ces résultats contribuent à établir les processus moléculaires en jeu dans la formation de la mémoire à long terme et permettent de mieux comprendre les maladies engendrant une dégénérescence de la mémoire.
Source: Université McGill