Cerveau : le mystère de la mémoire enfin résolu ?

• Des chercheurs pensent avoir découvert que les souvenirs sont en réalité stockés dans l’espace entre deux neurones, appelé synapse
• Les “doubles couches lipidiques” présentes dans ces espaces joueraient un rôle déterminant dans la mémoire
• Au-delà de la santé, cette découverte pourrait aussi révolutionner l’informatique et l’IA

Le fonctionnement exact du cerveau humain reste encore complexe et mystérieux. Or, mieux comprendre sa capacité à stocker des souvenirs et la manière dont ce stockage est opéré reste sans conteste, avec le phénomène de la conscience, l’un des défis les plus complexes à résoudre. Contrairement aux ordinateurs, il n’existe pas dans le cerveau humain de vraie “zone mémoire” qui stockerait les données avec des 0 et des 1 comme sur le disque dur d’un ordinateur. Mais plutôt des chemins que les signaux nerveux préfèrent emprunter dans le cerveau en fonction d’expériences, de souvenirs et autres stimuli débouchant sur une forme ou une autre d’apprentissage…

…sans que l’on comprenne vraiment comment tout cela s’opère. Pendant longtemps, les scientifiques ont donc cherché sans succès à déterminer exactement où les souvenirs sont stockés. On a ainsi découvert que des zones générales du cerveau, comme l’hippocampe, le cervelet et le néocortex, sont plus impliquées que d’autres dans la mémoire. Mais de nouvelles recherches suggèrent aujourd’hui que les souvenirs sont en réalité stockés dans le minuscule espace qui connecte deux neurones. Plus précisément, ils sont stockés dans deux membranes lipidiques servant d’interface entre les deux cellules. Des chercheurs du Tennessee partagent ainsi leurs découvertes dans un article du Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Cerveau : le mystère de la mémoire enfin résolu ?

Concrètement, expliquent les chercheurs, lorsqu’un neurone transmet des informations à un autre, une fente synaptique de 20 nanomètres se forme entre le neurone émetteur et son récepteur. Dans cet espace synaptique, se trouvent deux membranes : l’une aide le premier neurone à envoyer des informations et l’autre aide le second neurone à les recevoir.

Chaque membrane contient ce qui est décrit comme une double-couche lipidique qui est responsable de la plasticité synaptique, c’est-à-dire la capacité du cerveau à apprendre de nouvelles informations. Les chercheurs de Oak Ridge National Laboratory et de l’Université du Tennessee se sont donc demandé si les souvenirs étaient en fait directement stockés dans ces double couches lipidiques, suspectées depuis longtemps d’aider le cerveau à s’adapter à de nouvelles informations.

Pour tester cette hypothèse, les scientifiques ont appliqué un stimulus électrique à un modèle de double couche lipidique conçu en laboratoire. Cette stimulation, qui imite le processus par lequel les neurones transmettent des informations les uns aux autres, a bien déclenché les changements à long terme inhérents à la plasticité synaptique. Ces changements ont duré plus de 24 heures sans autres stimuli, suggérant que la double couche lipidique ne joue pas seulement un rôle dans le stockage de la mémoire – elle en est bel et bien responsable.

Bien sûr, il convient de rester encore prudent face à cette découverte. Des recherches supplémentaires et confirmations indépendantes seront nécessaires. Mais si ces double couches lipidiques s’avèrent être les vraies responsables de la mémoire, les implications pourraient aller bien au-delà de la santé. Cela pourrait également aider les chercheurs en informatique à modeler les capacités de mémoire des ordinateurs sur le cerveau humain – un sujet sans doute important pour le développement des IA – dans une approche appelée “computing neuromorphique”.

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