L'hippocampe, une structure cérébrale essentielle à la mémoire

rédigé le 23 mai 2012 par Alice Guyon, neurobiologiste au CNRS, mis à jour le 23 mai 2012 /  

"Il faut commencer à perdre la mémoire, ne serait ce que par bribes, pour se rendre compte que cette mémoire est ce qui fait toute notre vie", disait Luis Buñuel. Voilà des décennies que les scientifiques cherchent à comprendre les mécanismes de la mémoire. Et c'est grâce au patient HM, qui souffrait d'épilepsie, que les chercheurs ont découvert, en 1953, une zone cérébrale essentielle à la mémoire : l'hippocampe.


En 1953, le patient H.M. (Henry-Gustav Molaison), souffre de crises d'épilepsie résistant à tous les traitements. Il doit subir une intervention chirurgicale : on lui retire les aires du cerveau où résident les foyers de l'épilepsie. Le patient survit à l'opération, il est même guéri de son épilepsie. Toutefois, alors qu'il conserve des souvenirs antérieurs à son opération, il devient incapable de former de nouveaux souvenirs. Chaque fois que son médecin entre dans sa chambre, c'est comme s'il le voyait pour la première fois. Il est toutefois capable de réaliser des apprentissages, mais ne se rappelle pas les avoir faits.

"Il faut commencer à perdre la mémoire, ne serait ce que par bribes, pour se rendre compte que cette mémoire est ce qui fait toute notre vie. Une vie sans mémoire ne serait pas une vie. Notre mémoire est notre cohérence, notre raison, notre sentiment et même notre action. Sans elle nous ne sommes rien."
Luis Buñuel, Mon dernier soupir, 1982

Principe d’un test de mémoire spatiale : la piscine de Morris

L'aire cérébrale qui a été retirée au cerveau de ce patient s'appelle l'hippocampe, car elle est courbée comme l'animal marin. Les observations faites sur ce patient ont été le point de départ d'expériences chez les animaux qui ont permis de mieux comprendre le fonctionnement de cette structure et son rôle dans l'acquisition de nouveaux souvenirs.
Plusieurs tests ont été mis au point chez le rat ou la souris pour étudier, par exemple, la mémoire spatiale. Outre des labyrinthes, on utilise par exemple une piscine placée dans une pièce où plusieurs repères spatiaux sont apparents, et dans laquelle est cachée une plateforme sous l'eau. Le rongeur, est plongé dans la piscine, commence à nager, et trouve au bout d'un certain temps la plateforme par hasard. Essai après essai, le rongeur apprend la localisation de la plateforme, il s'en souvient, et finit par y nager directement.
Suite à l'ablation des hippocampes, l'animal devient incapable de réaliser un tel apprentissage et de se souvenir de l'emplacement de la plate-forme. Des études menées ces dernières années ont montré que l'hippocampe est le siège de nombreux phénomènes de plasticité, qu'il s'agisse de neurogenèse (la naissance de nouveaux neurones), puisque l'hippocampe est l'un des lieux du cerveau où sont générées les fameuses cellules souches, de changements morphologiques dans les "synapses", lieux de contacts entre les neurones, et de changements dans le "poids" des synapses, que l'on peut mesurer avec les techniques électro-physiologiques.
Ces phénomènes, incluant la potentialisation ou la dépression à long terme, et qui impliquent des changements au niveau des protéines membranaires impliquées dans la communication entre les neurones, seraient des corrélés à l'apprentissage et la mémoire. Les souvenirs qui vont être retenus à plus long terme sont ensuite transférés à d'autres régions du cerveau, comme le cortex (écorce cérébrale), ce qui explique qu'après ablation des hippocampes, les souvenirs anciens soient conservés.
Même si à l'heure actuelle le support cellulaire de l'"engramme" (ou trace des souvenirs) n'est pas connu, les chercheurs s'accordent à penser que des réseaux de neurones s'activent lorsque ressurgissent nos souvenirs, réactivant ainsi une partie de l'état du cerveau lors de l'acquisition de ce souvenir.
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Références bibliographiques :

• H.M., ou 50 ans d’amnésie !
  Bernard Croisile, (2006)
  Neuropsychologie, 379
  
• La Formule préférée du professeur
  Yoko Ogawa
  Ed. Actes-Sud, 2008
• Avant d'aller dormirS.J. Watson
  Ed. Sonatine, mai 2011