Comment le cerveau se débarrasse-t-il des souvenirs de nos rêves ?

Le sommeil paradoxal, c’est quand nous rêvons, mais de nouvelles recherches montrent qu’il peut aussi l’être quand nous oublions.

Dans une étude sur des souris, une équipe de chercheurs japonais et américains a découvert que le cerveau peut utiliser le sommeil paradoxal pour oublier l’excès d’information. Les auteurs désignent également un groupe de neurones au plus profond du cerveau qui contrôlent ce processus d’oubli pendant le sommeil.

Image d’entête : “Rêve d’une jeune fille avant le lever du soleil” du peintre Karl Brullof (1830).

Thomas Kilduff, de l’université de Nagoya (Japon) et auteur principal de l’étude, se demandait pourquoi nous oublions la plupart de nos rêves :

Vous ne vous êtes jamais demandé pourquoi nous oublions beaucoup de nos rêves ?

Nos résultats suggèrent que l’activation d’un groupe particulier de neurones pendant le sommeil paradoxal contrôle si le cerveau se souvient de nouvelles informations après une bonne nuit de sommeil.

Le sommeil paradoxal est l’une des différentes étapes du sommeil que notre corps traverse chaque nuit. Il commence généralement environ 90 minutes après que nous nous sommes endormis et induit des mouvements oculaires rapides pendant cette phase. Elle se caractérise également par une accélération de la fréquence cardiaque, l’immobilité des membres, des rêves et des ondes cérébrales qui rappellent l’état d’éveil.

Le rôle du sommeil dans le stockage de la mémoire a été étudié par le passé, en particulier son rôle dans la formation de nouveaux souvenirs dans notre cerveau. Cependant, les chercheurs n’ont pas cherché (…) à savoir s’il peut également aider le cerveau à éliminer l’excès d’informations stockées tout au long de la journée. Des études récentes chez la souris ont montré que pendant le sommeil, y compris le sommeil paradoxal, certaines connexions synaptiques impliquées dans l’apprentissage sont sélectivement  » raccourcies « , détruisant les souvenirs qu’elles conservent.

La présente étude est la première à examiner comment un tel processus pourrait avoir lieu.

Selon Janet He, directrice du programme au National Institute of Neurological Disorders and Stroke (Etats-Unis) :

Comprendre le rôle du sommeil dans l’oubli peut aider les chercheurs à mieux comprendre un large éventail de maladies liées à la mémoire comme le syndrome de stress post-traumatique et la maladie d’Alzheimer.

Cette étude fournit la preuve la plus directe que le sommeil paradoxal peut jouer un rôle dans la façon dont le cerveau décide des souvenirs à stocker.

L’équipe du Dr Kilduff et celle d’Akihiro Yamanaka, de l’université de Nagoya au Japon, ont passé des années à étudier le rôle d’une hormone appelée hypocrétine (encore appelée orexine) dans le contrôle du sommeil et la narcolepsie. La narcolepsie est un trouble du sommeil qui rend les gens excessivement somnolents pendant la journée et qui leur fait parfois ressentir des changements qui rappellent le sommeil paradoxal, notamment une perte de tonus musculaire dans les membres et des hallucinations. La narcolepsie pourrait être liée à la perte des neurones qui produisent cette hormone dans l’hypothalamus, une zone de la taille d’une cacahuète que l’on trouve profondément dans le cerveau.

Pour la présente étude, le Dr Kilduff a collaboré avec des membres de l’université Hokkaido de Sapporo, au Japon, pour examiner les cellules voisines des neurones qui sécrètent l’hormone de concentration de mélanine (MCH pour melanin-concentrating hormone), qui intervient dans le contrôle de l’appétit et du sommeil. Ils ont constaté qu’une majorité (52,8 %) des cellules hypothalamiques de la MCH se sont activées lorsque les souris étaient dans un sommeil paradoxal, environ 35 % se sont activées lorsque les souris étaient éveillées, et environ 12 % à chaque fois, ce qui corrobore des résultats antérieurs sur ce sujet.

Selon le Dr Kilduff :

Des enregistrements électriques du cerveau (électroencéphalogramme) et des expériences de traçage ont également révélé que de nombreuses cellules hypothalamiques de la MCH envoyaient des messages inhibiteurs à l’hippocampe, le centre de la mémoire du cerveau, par de longs axones.$

Grâce à des études antérieures réalisées dans d’autres laboratoires, nous savions déjà que les cellules de la MCH étaient actives pendant le sommeil paradoxal. Après avoir découvert ce nouveau circuit, nous avons pensé que ces cellules pourraient aider le cerveau à emmagasiner des souvenirs.

Pour tester cette idée, les chercheurs ont activé et désactivé les neurones de ma MCH chez les souris pendant des tests de mémoire. Ils s’intéressaient particulièrement au rôle de ces cellules dans la rétention, qui est la période entre l’apprentissage de quelque chose et son stockage (consolidation) dans la mémoire à long terme.

L’équipe signale que l’activation des cellules MCH pendant la rétention a aggravé la consolidation de la mémoire à long terme tout en les désactivant, ce qui l’a améliorée. Par exemple, l’activation des cellules a réduit le temps passé par les souris à renifler de nouveaux objets par rapport aux objets familiers, mais la désactivation des cellules avait l’effet contraire.

D’autres expériences ont suggéré que les neurones de la MCH effectuent cette tâche pendant le sommeil paradoxal. Les souris ont obtenu de meilleurs résultats lors des tests de mémoire lorsque les neurones de la MCH étaient désactivés pendant le sommeil paradoxal, et le fait de les désactiver lorsque les souris étaient éveillées ou en état de sommeil n’avait aucun effet sur leur mémoire.

Toujours selon Kilduff :

Ces résultats suggèrent que les neurones de L’HME aident le cerveau à oublier activement de nouvelles informations, peut-être sans importance.

Comme on pense que les rêves surviennent principalement pendant le sommeil paradoxal, l’étape du sommeil où les cellules de l’HME s’activent, l’activation de ces cellules peut empêcher que le contenu d’un rêve soit stocké dans l’hippocampe, par conséquent, le rêve est rapidement oublié.

L’étude publiée dans Science : REM sleep–active MCH neurons are involved in forgetting hippocampus-dependent memories et présentée sur le site du National Institute of Neurological Disorders and Stroke : The brain may actively forget during dream sleep.