La formation et la conservation des souvenirs dans le cerveau reposent sur l’extraordinaire capacité de plasticité du système nerveux : modifications durables de la force des synapses, connexions entre neurones, ainsi qu’un remodelage fonctionnel et structural des réseaux neuronaux activés lors de l’apprentissage. Les recherches menées depuis une vingtaine d’années montrent qu’une forme particulièrement durable et robuste de plasticité synaptique joue un rôle clé dans les mécanismes de l’apprentissage et de la mémoire. Il s’agit de la potentialisation à long terme (LTP) qui consiste en une augmentation importante et durable de l’efficacité synaptique lors de la mise en mémoire d’un souvenir. Outre la croissance des nouvelles synapses, et des modifications de leur forme et de leur taille, on sait aujourd’hui que, contrairement au dogme longtemps admis, le cerveau continue de produire des nouveaux neurones à l’âge adulte. C’est notamment le cas dans l’hippocampe, une structure fortement impliquée dans l’apprentissage et la mémoire. Dans le gyrus denté, structure de l’hippocampe impliquée dans les phénomènes d’apprentissage, cette neurogenèse persistante abouti à la naissance de plusieurs milliers de nouveaux neurones par jour. Une minorité de ces nouvelles cellules, produites à partir d’une population de cellules progénitrices, survivra pour se différencier principalement en neurones qui maturent progressivement et sont fonctionnellement intégrés aux réseaux de neurones existants. La naissance de nouveaux neurones fonctionnels augmente fortement après l’apprentissage et, inversement, le blocage expérimental de la neurogenèse chez l’animal s’accompagne de déficits dans certains apprentissages.

 

L’équipe de Serge Laroche, du laboratoire de neurobiologie de l’apprentissage, de la mémoire et de la communication (CNRS, Université Paris Sud), qui avait déjà clairement montré le rôle de l’accroissement de la neurogenèse dans les phénomènes de mémoire, étudie aujourd’hui les relations entre la plasticité synaptique et la neurogenèse. Dans une étude paraissant dans The Journal of Neuroscience, ils montrent que l’induction artificielle d’une plasticité synaptique dans le gyrus denté chez le rat adulte entraîne à la fois un accroissement de la prolifération des cellules progénitrices et une meilleure survie des neurones nouvellement formés. Plus encore : la survie de jeunes neurones encore immatures, nés dans l’hippocampe une à deux semaines plus tôt est également augmentée.

 

Si l’induction d’une plasticité synaptique artificielle favorise la neurogénèse, l’apprentissage lui-même induisant une plasticité synaptique, peut-être découvrira-t-on un jour qu’exercer régulièrement sa mémoire est bénéfique à la production de nouveaux neurones. S’il est pour l’instant trop tôt pour le certifier, reste que ces résultats ouvrent de nouvelles pistes dans le cadre de stratégies de thérapie cellulaire pour la réparation du cerveau par la manipulation pharmacologique ou environnementale des phénomènes de plasticité synaptique. Il s’agit maintenant de rechercher les mécanismes cellulaires et moléculaires qui permettent cette stimulation de la neurogenèse lors de l’occurrence de phénomènes de plasticité synaptique.

Références :
Bruel-Jungerman E., Davis S., Rampon C., Laroche S. (2006) Long-term potentiation enhances neurogenesis in the adult dentate gyrus. J. Neurosci., sous presse.