Bases neurophysiologiques de la mémoire

Aspects temporels de la mémoire Mémoire immédiate (à court terme) sensorielle : quelques millisecondes à secondes immédiate et travail : quelques minutes Mémoire à long terme quelques jours à années

I- Mémoire à court terme Mémoire sensorielle: visuelle, auditive elle fait appel à des phénomènes perceptifs visuelle = oubli dès 500 ms auditive = 20 sec L ordre dans la mémoire : primauté et recense primauté = passage possible en mémoire à long terme recense = est encore en mémoire à court terme L empan : 7 données en moyenne

3 8 1 7 9 4 6

Mémoire à court terme la mémoire de travail Utilisation d infos récupérées en mémoire sensorielle et/ou à long terme Ces données sont ensuite maintenues en mémoire de travail et manipulées dans le but de compléter une tâche (mémoire vive de l ordinateur, jeu de carte ) Différents types de données peuvent être manipulées : visuo spatiale ou sémantiques

Mémoire à court terme la mémoire de travail rôle du cortex préfrontal (phinéas Gage) difficultés à imaginer et organiser des comportements (cartes de Wisconsin) 1 2 Délai délai dans une tâche différée

Tâche de Wisconsin

OK Tâche de Wisconsin

II-Mémoire à long terme Déclarative (explicite): connaissances sur le monde (sémantique), connaissance sur soi (épisodique= épisode de la vie courante, autobiographie) fragile Tulving 1990 Non déclarative (implicite): priming (amorçage perceptif), habituation sensibilisation, conditionnement, procédurale (apprentissage moteur) solide

Les troubles de la mémoire 100 50 0 naissance traumatisme aujourd hui Amnésie rétrograde 100 50 0 naissance traumatisme aujourd hui Amnésie antérograde

Lobes temporaux et mémoire déclarative Le cas H.M: chirurgie pour une épilepsie phamacorésistante (résection bilatérale du lobe temporal médian) perception et personnalité normales amnésie sévère=antérograde et rétrograde mémoire procédurale intacte Le cortex périrhinal et l hippocampe permettent la consolidation en mémoire à long terme.

Les répères dans le lobe temporal médian Insula hippocampe Cortex parahippocampique corps calleux Thalamus amygdale protubérance Cortex périrhinal Scissure entorhinale

Lobes temporaux et mémoire déclarative Le cas R.B: ischémie bilatérale des neurones de CA1 (chir. cardiaque) = hippocampe Amnésie antérograde +rétrograde comparable à celle de H.M

Lobes temporaux et mémoire déclarative L Hippocampe joue donc un rôle majeur dans la formation de nouveaux souvenir dans la mémoire à long terme

Lobes temporaux et mémoire déclarative Des lésions du cortex temporal latéral au niveau du pôle antérieur (cortex entorhinal et parahippocampique) génèrent des amnésies rétrogrades sévères (Alzheimer, encéphalite herpétique) Régions jouant un rôle important dans le stockage d infos à long terme

Diencéphale et mémorisation Le cas N.A: lésion du thalamus dorso médian gauche amnésie rétrograde et antérograde incapacité à former de nouveaux souvenirs déclaratifs (ce Nx reçoit des infos du lobe temporal) Nx dorso médian du thalamus Cingulaire CPFDL COF

Diencéphale et mémorisation Le syndrome de Korsakoff: Lésion du DM et Corps mammillaires par déficit en thiamine (B1) Amnésie antérograde et rétrograde Le lobe temporal médian est intact Le circuit de Papez

Le lobe temporal médian, le cortex temporal latéral et les structures diencéphaliques médianes participent donc à la formation de nouveaux souvenirs qui contribuent à l élaboration de la mémoire déclarative (explicite) Dans ces exemples de troubles mnésiques, la mémoire procédurale reste préservée

Les bases cellulaires de la mémoire

La mémoire implicite et ses modèles Apprentissage non associatif habituation sensibilisation

aplysie retrait de l ouie siphon Eric Kandel (1973) jet d eau

Réponse Habituation Amplitude de contraction de l ouie Jet d eau N

Habituation siphon Vm neurone sensoriel présynaptique Vm neurone moteur postsynaptique répétition du stimulus ouie

Habituation Ca++ inactivation des canaux Ca++ Ca++

Réponse Sensibilisation N stimulation intense

siphon Sensibilisation tête stimulus de sensibilisation neurone sensoriel neurone à 5HT neurone moteur muscle de l ouie

Sensibilisation neurone à 5HT 5 HT adényl cyclase ATP AMPc protéine G terminaison du neurone sensoriel pré synaptique phosphorylation d un canal K+ =inactivation PKA activée PKA inactive

Ca++ Sensibilisation seuil d ouverture des canaux calciques VD Na+ Ca++ K+ K+ Na+ PKA activée K+

La mémoire implicite et ses modèles Apprentissage associatif conditionnement classique=pavlov conditionnement instrumental

Pavlov stimulus inconditionnel (SI) stimulus conditionnant (SC)

Conditionnement classique chez l aplysie SI SC=jet faible sur le siphon(cloche) SI=choc électrique sur la queue(steak) Délai maxi:500ms neurone à 5HT SC Ca2+ 5 HT calmoduline PKA activée ATP ATP ATP AMPc AMPc AMPc protéine G adényl cyclase terminaison du neurone sensoriel

Mémoire explicite Long Term Potentialisation «LTP» et hippocampe

Bliss et Lomo (1973)

Bliss et Lomo (1973) neurone de CA1 Amplitude des PPSE Amplitude des PPSE stimulation tétanique (100 /s) de l afférence 1 afférences 1 (Collatérale de Schaffer 1) afférences 2 (Collatérale de Schaffer 2) sélectivité de la LTP Effets des afférences 2 sur l amplitude du PPSE de CA1

coll. Schaffer CA1

Modèle de mémoire explicite Long Term Potentialisation «LTP» Hippocampe + Na+ AMPA 1 dépol PKC Ca 2+ coll. Schaffer libération accrue de NT? CA1 Mg 2+ NMDA 2

Modification du génome

Modèle de mémoire procédurale LTD

Le cervelet cell.pürkinje Fibres parallèles grimpantes = cell. en grains Vers les Nx Profonds = moussues

La dépression à long terme (LTD) permet d éviter l emballement des systèmes de mémoire Amplitude des PPSE stimulation à basse fréquence (3 /s)

remarque: PKC dans le cervelet phosphatase dans l hippocampe

Hippocampe et LTP / LTD