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ARC, la protéine du souvenir

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Les jonctions neuronales, ou synapses, évoluent au cours des apprentissages de la vie. Des chercheurs viennent de mettre en évidence une protéine, présente dans les neurones, qui participe à l'élaboration de la mémoire et au contrôle des liaisons synaptiques.

La mémoire et l’apprentissage sont extrêmement liés. La mémoire est essentielle aux apprentissages car elle permet de se souvenir des informations apprises et de les reproduire. © pratis.com

Le cerveau évolue au cours de la vie et des nombreuses expériences rencontrées. Pour chacune d'entre elles, il fabrique de nouvelles synapses, c'est-à-dire des connexions entre les neurones. Ces zones de contact jouent un rôle crucial dans les phénomènes d'apprentissage et de mémorisation.

Le réseau neuronal est en perpétuelle agitation. Les jonctions cérébrales peuvent se former, se fortifier et même se rompre au cours du temps. Par exemple, les liaisons synaptiques associées à une expérience se renforcent lorsque celle-ci se transforme en souvenir. Pour maintenir l'intégrité du cerveau et éviter les synapses inadéquates ou excessives, cette effervescence neuronale doit être surveillée en permanence. En effet, une synapse trop robuste peut conduire à une hyperstimulation des neurones et entraîner des convulsions.

Lors de la mémorisation, les synapses se renforcent. Ce processus est arbitré par la protéine ARC. © juliendn, Flickr, cc by nc sa 2.0

Les scientifiques ont récemment découvert un mécanisme impliqué dans cette balance cérébrale. Ce procédé est appelé « homostatic scaling », ce qui pourrait se traduire en français par « contrôle synaptique ». Il permet à chaque neurone de renforcer sa liaison synaptique afin de former des souvenirs, tout en la contrôlant afin qu'elle ne soit pas trop intense. Dans une étude récente, des chercheurs des Glastone Institutes à San Francisco ont mis le doigt sur une protéine impliquée dans ce mécanisme de contrôle synaptique. Ces résultats sont publiés dans la revue Nature Neuroscience.

La protéine ARC participe à la fabrication des souvenirs

La protéine en question s'appelle ARC. Son rôle dans le processus de mémoire avait déjà été identifié dans une étude précédente. En effet, des chercheurs avaient montré que des souris ne possédant pas cette protéine étaient incapables de fabriquer des souvenirs de plus d'un jour. D'autre part, les scientifiques avaient observé une accumulation de cette protéine au niveau des synapses pendant un apprentissage.

Afin de comprendre le rôle joué par la protéine ARC, les chercheurs ont observé ses mouvements dans les neurones pendant un apprentissage. Leurs résultats montrent qu'elle s'accumule au niveau des synapses puis qu'elle se déplace rapidement dans le noyau du neurone, là où se cache l'ADN cellulaire. Une fois à ce niveau, elle module l'expression de gènes impliqués dans la fonction de mémoire et dans l'homostatic scaling.

Cette découverte permet de mieux comprendre comment les souvenirs se forment. Par ailleurs, les chercheurs pensent que la protéine ARC pourrait être impliquée dans certaines maladies neurologiques. Des études ont par exemple montré que chez les patients atteints d'Alzheimer, cette protéine était absente de l'hypothalamus. En approfondissant les recherches dans ce domaine, les scientifiques pourraient mettre en place des moyens de traitements contre cette maladie.

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