Les nouveaux neurones générés par le cerveau à l’âge adulte facilitent l’apprentissage et la mémoire des tâches difficiles, d'après une équipe de neurobiologistes français.
A tout âge de la vie, même le plus avancé, des milliers de nouveaux neurones sont créés chaque jour dans certaines régions de notre cerveau. La découverte de ce phénomène en 2003 a mis fin à un dogme séculaire en neurosciences : on pensait jusque-là que nous disposions d’un stock déterminé de neurones à la naissance et que, passé la puberté, nous ne faisions qu’en perdre. Quelle est la fonction de ces néoneurones produits à l’âge adulte ? Une équipe française vient de montrer chez des souris qu’ils améliorent l’apprentissage et la mémoire des tâches difficiles.
Pierre-Marie Lledo et ses collègues de l’Institut Pasteur et du CNRS à Paris ont voulu vérifier l’hypothèse, avancée par de précédentes études in vitro, selon laquelle les néoneurones joueraient un rôle dans l’apprentissage et la mémoire des odeurs. Pour cela, ils ont utilisé une méthode appelée optogénétique, qui permet de contrôler l’activité de certains neurones chez des animaux à l’aide de la lumière.
Ils ont ainsi manipulé génétiquement des souris afin que leurs neurones nouvellement formés expriment une protéine photosensible. Puis ils ont implanté une diode électroluminescente au niveau de leur bulbe olfactif, la zone cérébrale qui traite les odeurs, afin de pouvoir activer ou désactiver les néoneurones qui s’y trouvaient à l’aide de la lumière.
L’équipe a ensuite entraîné les souris implantées et des souris normales à distinguer différentes odeurs, associées deux à deux. Dans chaque paire d’odeurs il y en avait une bonne, appréciée par les souris, et une nauséabonde, qu’elles n’aiment pas. L’animal réussissait la tâche lorsqu’il retirait la tête en présence de la mauvaise odeur et l’approchait en présence de la bonne odeur. Au fil des essais, les deux odeurs étaient de plus en plus proches, ce qui rendait la tâche plus difficile.
Pendant l’expérience, les chercheurs ont stimulé les néoneurones des souris implantées avec des flashs lumineux d’une fréquence de 40 hertz, au moment où les odeurs leur étaient présentées. « Cette fréquence permet de moduler l’activité des neurones principaux du bulbe olfactif, les cellules mitrales, qui jouent un rôle essentiel pour distinguer des odeurs relativement proches », précise Serge Laroche, du Centre de neurosciences Paris-Sud. Ainsi, les souris dont les néoneurones ont été stimulés ont appris à discriminer les odeurs plus rapidement que les souris témoins, mais uniquement lorsque la tâche était difficile.
Cinquante jours après la session d’entraînement, les chercheurs ont testé la mémoire olfactive des souris. Là encore, les souris dont les néoneurones avaient été stimulés lors de l’apprentissage ont réalisé de meilleures performances que les souris témoins, mais seulement pour les odeurs qui étaient difficiles à distinguer.
« Cette étude démontre pour la première fois le rôle des néoneurones dans l’apprentissage et la mémoire, par une méthode qui permet de les activer de manière sélective, estime Serge Laroche. Elle montre également que seuls les néoneurones produits à l’âge adulte ont un tel effet : lorsqu’on stimule des néoneurones chez une jeune souris, aucune amélioration des performances n’est observée. »
