La réactivation de nos souvenirs pendant notre sommeil: un processus encore mystérieux

Brain RadiatesJe profite de cette rentrée scolaire pour vous sensibiliser à l’importance de notre sommeil sur nos capacités mentales et en particulier sur notre mémoire.

L’une des fonctions les plus importantes du sommeil est le traitement de notre mémoire. Les chercheurs commencent maintenant à comprendre comment le cerveau nous aide à apprendre lorsque nous sommes endormis.

  • L’hippocampe, siège cérébral de la création de nos souvenirs

L’hippocampe est une structure cérébrale qui joue un rôle clé dans le processus de mémorisation. Cette région enfouie à l’intérieur de notre cortex est l’endroit où sont encodées nos souvenirs pour être transférés par la suite, si nécessaire pour un stockage à long terme. Les chercheurs pensent que pendant le sommeil des informations seraient téléchargées de cette hippocampe vers d’autres structures du cerveau où l’on pense qu’elles sont interprétées et enregistrées.

Mais le sommeil n’est pas un processus de stockage passif, comme l’enregistrement d’un fichier vidéo sur un disque dur. Le sommeil reconfigure également la mémoire. Il nous aide à modifier certains fichiers, d’ajouter ou de supprimer du contenu et même de moduler certaines tonalités émotionnelles, et de les ré-enregistrer. Il est encore difficile pour les chercheurs de comprendre comment notre cerveau fait tout cela tout simplement parce que nous ne savons toujours pas comment les souvenirs sont crées. Cette énigme est l’un des défis des neurosciences modernes et c’est pourquoi les chercheurs étudient aussi bien chez l’homme que chez l’animal le fonctionnement du cerveau endormi et essaient de lier cette activité à la constellation vaste et complexe de l’information qu’il stocke.

  • Le sommeil comme booster de la mémoire

Un sommeil nocturne chez l’homme comporte 2 grands types de sommeil que nous traversons à peu près toutes les 90 minutes. Parmi ces phases, apparait le Sommeil Paradoxal, aussi appelé par les anglo-saxons « REM-sleep » (Rapid eye movment). Au cours de cette phase, l’activité électrique du cerveau ressemble beaucoup à celle de l’éveil, mais paradoxalement nos muscles sont comme paralysés. Les chercheurs ont décrit le Sommeil Paradoxal comme la période des rêves et que ces rêves permettraient de consolider nos souvenirs. Le cerveau rejouerait ainsi les expériences de la journée afin de les stocker sous forme de souvenirs durables.

Or, il est maintenant clairement admis que le traitement de la mémoire et que même la période des rêves ne sont pas l’apanage exclusif du sommeil paradoxal. Les phases de sommeil paradoxal sembleraient cependant nous aider à composer avec le traitement émotionnel que les souvenirs ont souvent besoin. Mais une grande partie du traitement de la mémoire se fait pendant les autres phases du sommeil. Ces autres phases du sommeil dites à ondes lentes aideraient dans la relecture des souvenirs afin de les réactiver dans l’hippocampe et de les transférer et stocker dans le cortex préfrontal afin de pouvoir les récupérer sur le long terme.

Ainsi, depuis la fin des années 1990, de nombreux chercheurs se sont concentrés sur le rôle du sommeil à ondes lentes sur la mémoire. Le sommeil à ondes lentes est une phase du sommeil profond dans lequel le cortex produit des oscillations électriques à très basse fréquence et qui se propagent à travers le cerveau. Il y a maintenant beaucoup de preuves que le sommeil à ondes lentes permet de consolider les souvenirs.

Bien que l’on sache que l’activité lente du cerveau pendant le sommeil joue un rôle clé dans les mécanismes de traitement de la mémoire, personne ne connait vraiment comment ces oscillations de l’activité cérébrale à l’échelle cellulaire peut renforcer les traces mnésiques. La mémoire reste désespérément mystérieuse.

  • Bien dormir améliorerait nos capacités mnésiques

Le temps que passe notre cerveau durant la nuit en mode « ondes lentes » pourrait influer sur la qualité de notre sommeil. Les enfants passent plus de temps dans le sommeil à ondes lentes que les adultes. Cette caractéristique semble être corrélée à la capacité de se rappeler de certaines tâches apprises avant le sommeil.

Dans une étude récemment publiée, des chercheurs ont demandé à des enfants et à des adultes d’appuyer sur une séquence de touches afin de reproduire correctement la séquence jouée avant. Puis, ils les ont laissé dormir. Dans la matinée, ils ont demandé aux 2 groupes de se rappeler la série mémorisée, sans effectuer la tâche. Les enfants étaient meilleurs à convertir cette connaissance implicite en connaissance explicite. Cette meilleure connaissance explicite était liée à une plus grande activité à ondes lentes des enfants, ce qui suggère que les adultes qui passent plus de temps en sommeil à ondes lentes pourraient profiter de ces avantages aussi. (Wilhelm, I. et al. Nature Neurosci. 16, 391–393; 2013).

De la même manière, lorsque nous vieillissons, notre capacité d’apprentissage et de mémorisation se détériore. En effet, une récente étude consistait à réaliser des enregistrements de l’activité électrique du cerveau pendant le sommeil, et de l’Imagerie par résonnance magnétique fonctionnelle (IRMf) après le sommeil afin d’étudier les caractéristiques de l’activité cérébrale pendant le rappel d’une tâche. Les résultats ont suggéré que nous ne sommes plus aussi efficace à fixer de nouveaux souvenirs lorsque nous vieillissons. Une réduction de la quantité de sommeil profond à ondes lentes semble être l’élément crucial de cette altération. (Mander, B. A. et al. Nature Neurosci. 16, 357–364; 2013).

  • Traitement de nos souvenirs pendant la journée

Le sommeil n’est pas le seul moment où les souvenirs sont traités. En effet, des études menées chez des rats ont montré que la réactivation des souvenirs et leur consolidation se produisaient également pendant des phases d’éveil calme. (Karlsson, M. P. & Frank, L. M. Nature Neurosci. 12, 913–918; 2009). Les chercheurs s’interrogent maintenant comment cette mémoire est-elle traitée pendant le sommeil et pendant l’éveil.

Si nous arrivons à mieux comprendre comment est stockée notre mémoire, peut-être que nous pourrions utiliser ces connaissances pour rendre nos souvenirs plus nettes. En attendant, on ne peut nier l’importance d’une bonne nuit de sommeil sur la qualité de notre mémoire.

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