La stabilisation des souvenirs pendant le sommeil

Selon une étude menée par le Centre national de la recherche scientifique publiée dans Science, les chercheurs auraient découvert que les ondes delta émises pendant le sommeil ne sont pas des périodes généralisées de silence pendant lesquelles le cortex se repose, comme décrit depuis des décennies dans la littérature scientifique. En fait, ils isolent des assemblages de neurones qui jouent un rôle essentiel dans la formation de la mémoire à long terme

Selon les chercheurs, lorsque nous dormons, l'hippocampe se réactive spontanément en générant une activité similaire à celle que nous sommes éveillés. Il envoie des informations au cortex, qui réagit à son tour. Cet échange est souvent suivi d'une période de silence appelée onde delta, puis d'une activité rythmique appelée fuseau du sommeil. C'est à ce moment que les circuits corticaux se réorganisent pour former des mémoires stables. Or, le rôle des ondes delta dans la formation de nouveaux souvenirs reste incompris

Les chercheurs ont analysé de plus près ce qui se passe pendant les ondes delta. Ils ont découvert, de manière surprenante, que le cortex n’est pas totalement silencieux, mais que quelques neurones restent actifs et forment des assemblages, soit de petits ensembles coactifs, qui codifient ces informations. Cette observation inattendue suggère que le petit nombre de neurones qui s'activent lorsque tous les autres restent silencieux peuvent effectuer des calculs importants tout en étant protégés des perturbations éventuelles.

Les chercheurs ont également découvert que les réactivations spontanées de l'hippocampe déterminent quels neurones corticaux restent actifs pendant les ondes delta et révèlent la transmission d'informations entre les deux structures cérébrales. De plus, les assemblages activés lors des ondes delta sont formés de neurones ayant participé à l’apprentissage d’une tâche de mémoire spatiale au cours de la journée. Ensemble, ces éléments suggèrent que ces processus sont impliqués dans la consolidation de la mémoire.

Pour le démontrer chez le rat, les chercheurs ont provoqué des ondes delta artificielles afin d’isoler soit des neurones associés aux réactivations de l’hippocampe, soit des neurones au hasard. Lorsque les neurones droits ont été isolés, les rats ont réussi à stabiliser leur mémoire et à réussir le test spatial le lendemain.

Selon les chercheurs, les ondes delta constituent donc un moyen d'isoler sélectivement des assemblages de neurones choisis, qui transmettent des informations cruciales entre les périodes de dialogue hippocampo-cortical et la réorganisation des circuits corticaux, pour former des mémoires à long terme.