Comme des vagues neuro-électriques : des scanners montrent comment le cerveau mémorise et se souvient
Des chercheurs ont observé un nouveau phénomène dans le cerveau lorsque les êtres humains commencent à stocker de nouveaux souvenirs : des “vagues” d’activité neuro-électrique.
De nouvelles recherches ont montré qu’une onde mobile tend à se déplacer de l’arrière vers l’avant du cerveau lorsque les gens commencent à mémoriser quelque chose, et qu’elle s’inverse ensuite lorsqu’ils se souviennent de l’information. Cette étude (lien plus bas) fait la lumière sur la manière dont le cerveau coordonne ses nombreuses régions et ses milliards de neurones.
Image d’entête, à partir de l’étude : les directions de propagation des vagues dans la tâche de mémoire révèlent comment le cerveau coordonne rapidement l’activité et partage l’information entre plusieurs régions. (Honghui Zhang/ Nature Human Behaviour)
Selon Uma R. Mohan, chercheur postdoctoral aux National Institutes of Health (Instituts américains de la santé) et coauteur de l’étude :
D’une manière générale, nous avons constaté que les vagues d’ondes avaient tendance à se déplacer de l’arrière du cerveau vers l’avant pendant que les patients mémorisaient. Lorsque les patients ont ensuite cherché à se rappeler les mêmes informations, ces vagues d’ondes se sont déplacées dans la direction opposée, de l’avant vers l’arrière du cerveau.
Les rythmes cérébraux (ou activité neuro-électrique) sont des oscillations électriques qui représentent des modèles d’activité neuronale. Les ondes qui se déplacent s’étendent sur le cortex cérébral, la couche la plus externe qui supporte les traitements cognitifs supérieurs, un peu comme des ondulations sur un étang.
Selon Mohan :
Nous considérons les oscillations neuronales non pas comme des éléments stationnaires indépendants, mais comme des éléments qui se déplacent constamment et spontanément dans le cerveau de manière dynamique.
Cette façon d’appréhender l’activité neuro-électrique permet d’expliquer comment le cerveau coordonne rapidement l’activité et partage les informations entre plusieurs régions.
Les participants à cette étude étaient traités pour une épilepsie pharmacorésistante, avec des électrodes temporairement implantées à la surface du cerveau pour déterminer où les crises surviennent.
Selon Mohan :
C’est une occasion rare de pouvoir voir ce qui se passe directement dans le cerveau pendant que les participants sont engagés dans différents comportements cognitifs.
Les chercheurs ont enregistré l’activité cérébrale des participants pendant qu’ils effectuaient des tâches nécessitant la mémorisation et le rappel de listes de mots ou de lettres.
Toujours selon Mohan :
J’ai mis en œuvre une méthode permettant d’étiqueter les ondes se déplaçant dans une direction comme étant fondamentalement bonnes pour la mémorisation. Nous avons ensuite pu observer comment la direction changeait au cours de la tâche. Les ondes avaient tendance à aller dans la direction d’encodage du participant lorsqu’il mettait quelque chose en mémoire et dans la direction opposée juste avant qu’il ne se souvienne du mot.
Dans l’ensemble, ces nouveaux travaux établissent un lien entre les ondes de déplacement et le comportement en démontrant que les ondes de déplacement se propagent dans des directions différentes à travers le cortex pour des processus de mémoire distincts.
L’étude publiée dans Nature Human Behaviour : The direction of theta and alpha travelling waves modulates human memory processing et présentée sur le site Columbia Engineering de l’Université Columbia : Brain Waves Travel in One Direction When Memories Are Made and the Opposite When Recalled.