Les neurosciences et la mémoire

1. Les neurosciences et la mémoire Sylvain Turgeon 4 octobre 2001

2. Les neurosciences et la mémoire • Introduction au séminaire • Ancrage historique • Le développement de la mémoire • Le fonctionnement neurologique de la mémoire • Le facteur environnemental • Le facteur comportemental • Les incidences pédagogiques

3. Ancrage historique • 1894: Ramòn y Cajal propose l’existence de la genèse neuronale de synapses. • 1949: Hebb émet l’hypothèse que les connexions synaptiques peuvent augmenter leur efficacité de transmission électrique. • 1970: Kandel confirment l’hypothèse de Hebb en étudiant l’aplysie (limace). • 1973: Bliss et Lomo démontrent la plasticité neuronale.

4. Le développement de la mémoire «animale» • Mémoire d’espèce: circuits hérités, instinct. • Mémoire individuelle: modifications de la mémoire d’espèce, apprentissages. • Chez les organismes simples: très peu d’apprentissages (mémoire individuelle). • Chez les mammifères: apprentissage par conditionnement.

5. La mémoire humaine • Chez l’homme: mémoire individuelle développée, conscience de l’apprentissage. • La mémoire phylétique (d’espèce) sert surtout à la survie, à la reproduction et à l’interprétation des stimuli sensoriels. • Cette mémoire est précise mais aussi plastique. • D’autres savoirs phylétiques ne sont que des «prédispositions à apprendre».

6. La mémoire épisodique • Rappel • Encodage

7. Mémoire de travail • Cortex préfrontal dorso-latéral: maintient temporaire des informations. • Aire de Broca: traitement des phonèmes répétés mentalement. • Gyrus supramarginal: stockage à court terme

8. Mémoire sémantique • Cortex frontal gauche • Régions néocorticales postérieures de l’hémisphère gauche

9. Amorçage perceptif • Gyrus lingual droit

10. Mémoire procédurale • Pendant l’apprentissage de la lecture en miroir, le sujet tente de se construire une représentation mentale des lettres à l’envers. • Après l’entraînement, de nouvelles représentations permettent une mémorisation plus simple via la mémoire procédurale.

11. Le neurone: l’unité fonctionnelle de la mémoire • Plusieurs centaines de milliards de neurones • Chacun relié à dix ou vingt mille autres par des connexions appelées synapses • Plus d’un million de milliards de connexions

12. Potentialisation à Long Terme • Dans le premier cas, l’une des entrées du récepteur synaptique est bouchée par un ion Mg. • La dépolarisation du synapse améliore le transfert électrique; le contact est alors modifié.

13. Mécanismes de plasticité • 1. Influx normal • 2. Polarisation à long terme • 3-4-5. Genèse de nouvelles synapses • Acteurs: Mg, Na, Ca, kinases

14. Le rôle des récepteurs NMDA • Ces récepteurs sont à la base de la plasticité neuronale, donc de la modification des structures synaptiques à l’origine de la mémoire. • Ils sont présents dans chaque zone mnésique du cerveau et peuvent donc se relayer la tâche de former et de stocker la mémoire dans chacune de ces zones.

15. L’importance de l’environnement • Avant 1960, on ne croyait pas à l’influence de l’environnement en tant que facteur de développement neuronal. • Depuis, on remarque que les structures neuronales se développent mieux si le sujet est placé dans un environnement stimulant. • Des rats élevés en groupe présentent une structure neuronale plus développée.

16. La stimulation environnementale comme catalyseur mnésique • Des souris handicapées au niveau des récepteurs NMDA de l’hippocampe ont été placées de façon répétée dans un environnement complexe et ont atteint un niveau de mémorisation comparable à des souris normales. • La PLT se ferait donc dans une autre structure, menant à une restructuration neuronale.

17. L’importance du comportement • Premier graphique: contrôle. • Deuxième graphique: conditionnement avec un son et une réaction associée. • Troisième graphique: contrôle après conditionnement; la transmission est accrue seulement si l’animal est attentif. (flèche rouge)

18. Incidences pédagogiques • Mémoire visuelle / mémoire auditive • Parler en apprenant et boucle verbale • Organisation en réseaux sémantiques • Répétitions épisodiques • Apprendre dans l’action

19. Apprendre à comprendre L’apprentissage dans l’action implique plusieurs formes de mémoire, dont la mémoire procédurale.

20. Bibliographie • Sciences & vie (1988), numéro spécial, Le cerveau et la mémoire. • La recherche (2001), numéro spécial, La mémoire et l’oubli. • Sciences & vie (2000), numéro spécial, Les performances de la mémoire humaine. • Notes de cours