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Article inédit (thème principal)

Hanspeter Lipp

Organisation de la mémoire — un modèle neurobiologique pour comprendre les souvenirs inconscients

La mémoire et les souvenirs font appel à de nombreux niveaux fonctionnels, depuis des processus moléculaires se produisant dans le noyau cellulaire des neurones jusqu'aux architectures de réseau complexes. Mais ces différents niveaux sont souvent confondus. Voici un modèle qui englobe aussi bien les composants cellulaires que les niveaux organisés en réseaux.

Ce modèle part du principe que le cortex cérébral est un écran de projection animé possédant sa propre organisation, qui peut être activé par le biais de faisceaux de fibres ascendants partant du thalamus. Les zones de projection corticales comprennent d'une part, les systèmes sensoriels connus impliquant les yeux, les oreilles, la sphère sensorielle organique et la proprioception liée à l'appareil locomoteur, le système olfactif étant le seul à avoir un accès direct (voie extrathalamique) aux portions limbiques du cortex. D'autre part, le thalamus projette les profils d'activité provenant du système nerveux végétatif et des régions sous-corticales qui y sont liées dans le cerveau antérieur, l'hypothalamus et le cerveau moyen. Ces systèmes phylogénétiques ancestraux régulent en première ligne les stimuli positifs (de récompense) et aversifs chez tous les vertébrés, quel que soit le degré d'élaboration du cortex qui les surplombe. Ces activités sont également transmises par le thalamus à des aires corticales spécialisées dans le traitement de l'information (associatives), qui sont à leur tour à l'origine de la cognition, des fonctions exécutives et de la gestion des émotions. En d'autres mots, notre pensée et nos représentations sont indissociables de processus primitifs. Le thalamus a, en plus, la capacité d'activer ou d'inhiber sélectivement diverses aires corticales par le biais du système de projection intralaminaire.

Nous pouvons partir du principe que de nombreuses zones du cortex cérébral sont activées simultanément, mais de façon différenciée lors de nouvelles expériences et de leur mémorisation. Ces profils de stimulation complexe sont réduits progressivement dans les aires corticales associatives par le biais de faisceaux de fibres intracorticales courtes et longues, comme une image numérique complexe est réduite à l'essentiel par un algorithme — les icônes renvoyant à des programmes sur un écran d'ordinateur en sont des exemples. L'hippocampe, dans lequel l'ensemble de l'activité du cortex cérébral est stocké temporairement en boucles parallèles, forme le terminus des voies de traitement cortical. Les boucles parallèles peuvent également s'organiser à l'intérieur de l'hippocampe — la représentation en icones suit donc une évolution dynamique. L'hippocampe transmet également ce profil d'activité aux systèmes primitifs sous-corticaux, à leur tour reliés au cortex par des boucles via le thalamus et d'autres structures.

Cette voie de traitement cortical en perpétuel remodelage utilise de nombreux nœuds du réseau cortical qui ne produisent aucun souvenir local en période d'inactivité. Lorsqu'un stimulus se répète, toutefois, des modifications des modèles de protéines, voisines des synapses, se produisent dans les nœuds et préjugent de la transmission à certains nœuds. Des événements émotionnellement marquants peuvent aussi générer des balises épigénétiques dans l'ensemble des aires corticales par l'intermédiaire d'une réaction d'alerte de l'amygdale et du thalamus. L'enveloppe de chromatine des gènes neuronaux subit alors une transformation permanente, le gène concerné étant inactivé ou activé. On sait ainsi que des événements traumatisants peuvent générer des balises épigénétiques qui provoquent des réactions de stress exagérées à vie. Mais il existe aussi des effets plus subtils dont les mécanismes sont moins connus.

Sur quoi les souvenirs reposent-ils? D'un point de vue formel, il peut s'agir d'aspects très variés, par exemple, d’habitudes motrices ou perceptives inconscientes, de connaissances formelles, mais aussi d'une combinaison de souvenirs sensoriels et moteurs correspondant à la mémoire épisodique. D'un point de vue biologique, tous les types de souvenir sont des profils de stimulation neuronaux partiellement répétitifs. Le niveau de reconstruction, donc de précision des souvenirs conscients, semble dépendre de deux processus.

D'une part, le nombre de modifications moléculaires locales survenant dans les nœuds du réseau cérébral influence la qualité de la reconstruction. Il est ainsi possible de se souvenir parfaitement, à vie et sans variation, d'un événement traumatique qui s'est accompagné de nombreuses balises épigénétiques. D'autre part, le cortex cérébral a pour fonction principale d'effacer des modifications temporaires au niveau des liaisons synaptiques afin de réduire le nombre de nœuds subissant une modification permanente. Les souvenirs s'estompent et deviennent imprécis.

Le deuxième processus tient à la propriété immanente du cortex cérébral: l'information réduite (par exemple, la vue d'un pied poilu) est extrapolée pour devenir l'image d'un homme adulte — phénomène que l'on appelle «visual priming». Le cerveau est ainsi capable, à partir des icônes de l'hippocampe, mais aussi des aires sous-corticales qui y sont liées, de générer des souvenirs imagés, moyennant quelques modifications moléculaires dans les nœuds du réseau. Mais on ne sait pas déterminer dans quelle mesure ces souvenirs reflètent les profils de stimulation d'origine. Cette approche explique la confabulation de souvenirs fictifs par des patients amnésiques, mais aussi le manque de fiabilité notoire de témoins oculaires, voire la manipulation ciblée de souvenirs. Ce concept explique aussi la puissance des souvenirs olfactifs infantiles: une fois enregistrés inconsciemment dans les structures sous-corticales primitives, ils interviennent directement dans la reconstruction d'anciennes sensations par le biais des voies extrathalamiques reliant l'hippocampe.

La question de savoir si cette vision rigoureusement biologique est acceptable du point de vue psychothérapeutique doit rester ouverte. La psychothérapie, quant à elle, ne doit pas se fermer à l'évolution des connaissances issues de la recherche sur le cerveau. Il semble envisageable que des moyens médicamenteux soient trouvés à l'avenir pour éliminer les balises épigénétiques à la suite de troubles posttraumatiques du comportement. Mais les structures de la mémoire se réorganiseraient alors aussitôt et seul le psychothérapeute expérimenté serait en mesure de guider ce processus.

Mots clés: cortex, hippocampe, traitement d‘image, synapses, balises épigénétiques, système limbique, thalamus associatif, mémoire sous-corticale, hiérarchie corticale des traitements, consolidation de la mémoire, restitution de la mémoire, réaction de stress post-traumatique, amorçage visuel

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