NEUROPHYSIOLOGIE : La mémoire Définitions , structures et rôle

Plan: Généralités: L’hippocampe Définition et structure Rôle et fonction Les différents types de mémoire Développement embryonnaire : induction et morphogénèse Détermination des voies nerveuses Expériences mnésiques : principes et résultats Test des mots Test de l’étoile Conclusion

Généralités Définition et structure: hippocampe : Structure corticale ancienne bilatérale et symétrique, du système limbique (archéocortex ou paléocortex); repliée sur elle-même. face médiane du lobe temporal. Plusieurs modules (fonction spécifique) : corne d’Ammon à 3 couches cellulaires : moléculaire, pyramidale et en corbeille et subdivisée en 3 parties (CA1,2 et3) Gyrus denté à deux couches cellulaires : granulaire et moléculaire. Structures para-hippocampiques d'entrée : cortex entorhinal et de sortie : subiculum.

Hippocampe

Observation de l’hippocampe : Couche pyramidale Couche moléculaire Corne d’Ammon Couche de cellules en corbeille Couche granulaire Gyrus denté CA1 CA2 CA3 Coupe frontale d’hippocampe (*40)

2. Rôle et fonctions de l’hippocampe: construction rapide de mémoires évènementielles complexes ou mémoire épisodique, mémorisation des souvenirs à long terme et construction des images mentales. Fonction mémorielle due à des structures auto-associatives : liens entre les informations issues des couches corticales éloignées et convergeant vers l’hippocampe via le cortex entorhinal. zone où se régénèrent les neurones qui continuent de se former tout au long de la vie : plasticité cérébrale.

3. Les différents types de mémoire : Mémoire sensorielle : activité transitoire de certains neurones laissant une petite empreinte électrique : phase d’Acquisition. Mémoire à court terme (cortex préfrontal) : manipulations d’informations récentes : conservation immédiate de l’empreinte électrique : phase de rétention. Mémoire à long terme déclarative (hippocampe) et non déclarative (corps striés et cervelet) : réactivation de l’empreinte; phase de restitution. Un stimulus est « enregistré » dans notre mémoire lorsque son intensité est assez forte pour déclencher une potentialisation à long terme des connexions nerveuses. A partir de celle-ci, tout stimulus est intensifié. (consolidation de la voie synaptique empruntée).

II.Développement embryonnaire :induction et morphogénèse A mesure que le cortex croît, l’hippocampe s’enfonce dans l’encéphale. Formation de la corne d’Ammon en premier puis du gyrus denté. (Tout deux issus du neuroderme) Période critique durant laquelle les connections inutiles ou défaillantes sont éliminées si aucune stimulation. Cellules en division sur la zone ventriculaire migrant sur la plaque hippocampique : formation des cellules pyramidales de la corne d’Ammon (stade précoce). D’autres cellules migrent plus loin et forment les cellules granulaires du gyrus denté.

Coupe transversale de cortex d’embryon de rat néocortex Télencéphale dorsal hippocampe Ganglion de la base Télencéphale ventral Placode olfactive Aire préoptique Coupe transversale de cortex d’embryon de rat

E15 Néocortex central Hippocampe Plexus choroïde Amygdale Thalamus Hypothalamus Ganglion trigéminal Coupe transversale de cortex d’embryon de rat

Coupe transversale de cortex d’embryon de rat Néocortex Hippocampe Plexus choroïde Thalamus hypothalamus E18 Axe antéro-posterieur Coupe transversale de cortex d’embryon de rat

Coupe sagittale de cortex d’embryon de rat partie postérieure E18 Hippocampe Néocortex Plexus choroïde Bulbe olfactif Partie antérieure Coupe sagittale de cortex d’embryon de rat

Coupe transversale de cortex de rat nouveau né. Partie dorsale Sillon central Gyrus denté Ventricule cérébral Hippocampe Corne d’Ammon Partie ventrale Coupe transversale de cortex de rat nouveau né.

Coupe frontale d’encéphale de rat adulte. Subiculum Gyrus denté Corps calleux Isocortex Corne d ’Ammon Hippocampe Aqueduc Substance noire Cortex entorhinal A3 Coupe frontale d’encéphale de rat adulte.

III. Apparition des voies nerveuses : Circuit neuronal trisynaptique

En parallèle : connections directes depuis le cortex entorhinal vers les dendrites de CA3 et de CA1. subiculum CA3 Cortex entorhinal

Les informations sont traitées par le cortex associatif : isocortex. Cortex entorhinal = porte d'entrée et de sortie principale entre le néocortex et l'hippocampe. Les informations sont traitées par le cortex associatif : isocortex. couche moléculaire couche granulaire externe couche pyramidale externe couche granulaire interne couche pyramidale interne couche fusiforme

test des mots. Protocole : 3 tests successifs comportant chacun une ou plusieurs listes de 15 mots que le sujet doit réciter à mesure qu’il s’en souvient en un temps imparti d’ une minute. Test 1 : une liste de 15 mots à retenir, énoncés toutes les trois secondes. Test 2 : 3 listes : pour la première : un mot par seconde pour la deuxième : un mot toutes les cinq sec pour la troisième : un mot toutes les dix sec Test 3 : 10 listes : pour toutes: un mot toutes les deux secondes

Résultats :

plus de temps = plus de répétition = plus de mots Interprétation : premier test : permet au cerveau de se concentrer pour entrer dans l’expérience. Sans entraînement, les mots sont énoncés dans un ordre aléatoire. Deuxième test : différence d’apprentissage selon la fréquence d’énonciation des mots de la liste. Pour un mot par seconde : 8 mots sont restitués Pour un mot toutes les 5 sec : 9 mots sont restitués Pour un mot toutes les 10 sec : 11 mots sont restitués plus de temps = plus de répétition = plus de mots Mémoire à court terme : meilleur stockage de l’information. Troisième test : ordre établi de restitution des mots : effet de primauté ; les premiers mots étant répétés plus de fois et meilleure mémorisation des derniers mots entendus.

2. Test de l’étoile : Protocole : consiste à tracer des étoiles en suivant des points, en vision indirecte d’une main puis de l’autre. Vise à déterminer l’apprentissage gestuel bilatéral (d’un hémisphère à l’autre). On totalise le nombre d’erreurs commises et on mesure la durée de l’exercice. Première étape : on utilise la main inhabile (trois essais). Deuxième étape : entraînement de la main habile (huit essais) Troisième étape : on réutilise la main inhabile trois fois : restitution de l’apprentissage

Résultats et interprétation : Pour la main inhabile : beaucoup d’erreurs commises au départ et temps de traçage assez long. Pour la main habile : diminution du nombre d’erreur et du temps nécessaire au fil des essais . Reprise de la main inhabile : après l’entraînement de la main habile beaucoup moins d’erreurs et de temps nécessaire.

Connexion entre les deux hippocampes Main gauche 1 Main droite 1 Main droite 5 Main gauche 1’55 : 57 erreurs 2’06 : 36 erreurs 1’36 : 11 erreurs 1’54 : 17 erreurs Il semblerait que des connexions entre les deux hémisphères permettent une transmission des apprentissages d’une partie du corps à l’autre . Connexion entre les deux hippocampes

Conclusion : La mémoire est l'une des fonctions les plus importantes et l'une des propriétés les plus passionnantes du cerveau. Elle régit l'essentiel de nos activités (scolaires, professionnelles, quotidiennes ou de loisirs). Elle construit aussi bien l'identité, les connaissances, l'intelligence, la motricité et l'affectivité de chacun de nous. C'est la fonction qui permet de capter, coder, conserver et restituer les stimulations et les informations que nous percevons. Les ennemis de l’ hippocampe sont le stress chronique, l’alcool, la fatigue, la maladie d’Alzheimer, (voire rhumes et gastro-entérites à répétition ) …