La mémoire, nouvelles connaissances, mécanismes et pathologies

Avec ses quelque 100 milliards de neurones pour un poids moyen de 1400 grammes, notre cerveau est le cerbère de notre mémoire. Scientifiques, neurologues et académiciens se sont réunis l’Académie des sciences en juin 2008 pour faire le point sur les nouvelles connaissances acquises dans ce domaine, tant sur les pathologies, que sur les mécanismes d’apprentissage de notre mémoire. À voir et à écouter sur le site Canal Académie (première radio académique francophone sur Internet). Retranscription de l’introduction de Jean-Pierre Changeux.

Il pèse en moyenne 1400g et comporte quelques cent milliards de neurones. Vous l’avez compris, il s’agit de notre cerveau. Le cerveau, cerbère de notre mémoire, est bien loin d’avoir livré tous ses secrets. Et quand cette mémoire nous joue des tours c’est tout un travail d’enquête que mènent les scientifiques pour en découvrir les origines ou en trouver les remèdes. L’Académie des Sciences a réalisé le 3 juin 2008 une séance complète consacrée à notre mémoire, faisant intervenir académiciens et éminents scientifiques pour faire le point sur les nouvelles connaissances dans ce domaine. Nous vous proposons d’écouter dans quelques instants Serge Laroche, Directeur de Recherches au Laboratoire de neurobiologie de l’Apprentissage, de la mémoire et de la communication au CNRS. Serge Laroche évoque les dernières avancées en matière de mécanismes moléculaires et cellulaires de la mémoire à la long terme. Stanislas Dehaene quant à lui occupe la chaire de psychologie cognitive et expérimentale au Collège de France et appartient également à l’Académie des Sciences. Il nous parle de l’inscription du langage parlé et écrit dans le cerveau en développement. Après la mémoire en construction du jeune enfant Francis Eustache, docteur en psychologie, directeur d’étude à l’École pratique des Hautes études évoque pour nous les pathologies de la dégénérescence de la mémoire chez les personnes âgées. Enfin, le dernier intervenant, Bernard Lechevalier, ancien chef du service de neurologie au CHU de Caen, membre de l’Académie nationale de médecine, nous dit tout sur une pathologie rare et originale, l’ictus amnésique idiopathique, en d’autres termes un état de crise chez un patient qui devient totalement amnésique alors qu’il ne présentait aucun trouble jusqu’à présent. Mais tout de suite laissons la place à Jean-Pierre Changeux, neurologue, membre de l’académie des Sciences. Il préside cette séance en compagnie de Bernard Lechevalier. Il évoque en guise d’introduction les bases physico-chimiques élémentaires des fonctions cérébrales supérieures. On l’écoute.

Jean-Pierre Changeux : Quelques mots d’introduction qui seront des généralités pour créer un contexte à cette réflexion sur la mémoire. Et dans cette séance commune à l’Académie des Sciences et à l’Académie de médecine nous avons à réfléchir sur les bases neurales de la mémoire et se rappeler que le cerveau de l’homme se compose de plusieurs dizaines de milliards de neurones et approximativement au moins un million de milliards de contacts entre ces cellules nerveuses qui sont des contacts synaptiques dans le cortex cérébral. Nous disposons donc d’un organe d’une extrême complexité et il va falloir essayer d’élucider de manière simple les mécanismes engagés dans les processus de mémoire. Les composantes de notre cerveau vous les connaissez tous : ce sont les cellules nerveuses, les neurones, et leurs ramifications, leurs contacts entre cellules nerveuses, qui sont les synapses, et les communications chimiques entre ces cellules nerveuses au niveau de la synapse et électriques au niveau des axones qui relient les corps cellulaires entre eux. Il s’agit donc de réfléchir dans le cadre de ce que l’on pourrait appeler avec Bachelard un matérialisme instruit c’est-à-dire de comprendre les bases physico-chimiques élémentaires de ces fonctions cérébrales supérieures. Pour cela évidemment nous ne devons pas verser dans un réductionnisme simple et simpliste, mais il faut rappeler, c’est un point essentiel si nous voulons comprendre les processus de mémoire dans toutes leurs généralités, que le cerveau de l’homme est en fait la synthèse de ses multiples évolutions. D’abord l’évolution des espèces au niveau génétique et dans ce contexte il est bon de se rappeler que le cerveau de l’homme est issu de cerveaux de primates évolués au cours des quelques dernières millions d’années, entre cinq et sept, ce qui veut dire qu’il y a peu de changements génétiques, mais néanmoins essentiels, qui font que nous avons un cerveau différent de celui du singe. Ensuite nous avons une évolution ontogénétique qui se produit à partir de la fécondation de l’œuf qui conduit à la genèse du cerveau de l’enfant puis du cerveau de l’adulte, et au cours de ce développement ontogénétique les connections entre les neurones s’établissent et il faut savoir qu’à la naissance environ 50% des synapses du cerveau adulte restent à établir. Ce qui veut dire que notre cerveau est en interaction profonde avec l’environnement dès la naissance de l’enfant. Et j’ai ici montré que ce développement ontogénétique va donc se poursuivre par la formation des contacts entre cellules nerveuses et celle-ci ne va pas se faire en une seule fois mais de manière progressive, par vagues successives, qui sont suivies de reflux en quelque sorte, c’est-à-dire des avancées avec une diversité maximale suivies de sélections et d’éliminations de contacts synaptiques. Un modèle de stabilisation sélective donc de synapses qui se produit de manière postnatale et dont les bases semblent quand même relativement bien établies puisqu’on peut mesurer une chute du nombre net de synapses lors de la fin de la maturation du cerveau de l’enfant, au moment de la puberté. Donc une évolution génétique avec je dirais des traces de mémoire à longue durée qui constituent en quelque sorte les fondements du cerveau de l’homme. Une évolution qui laisse des traces de longue durée pour l’adulte au cours du développement et évidemment chez l’adulte des processus de changements d’efficacité synaptique, beaucoup plus rapide, qui sont ceux de la dynamique et de la pensée des temps psychologiques. Donc voilà déjà au moins trois échelles de temps pour les processus de mémorisation et de mise en mémoire de la relation entre l’individu et le monde extérieur, et en particulier entre l’individu et le monde social et culturel, étant donné qu’une des grandes caractéristiques du cerveau de l’homme c’est précisément de pouvoir déposer des traces de mémoire à l’extérieur de son cerveau et de pouvoir les incorporer à l’intérieur de son cerveau au cours de son développement et même chez l’adulte. Donc à cette dynamique de la pensée dans les dizaines, centaines de millisecondes, s’ajoute une évolution sociale et culturelle sur des milliers, voire des dizaines de milliers d’années. Donc nous avons à réaliser cette complexité des processus de mise en mémoire à la fois dans notre génome et dans notre cerveau qui vont être l’objet de la discussion d’aujourd’hui. Comme je le disais tout à l’heure, il faut bien se rendre compte que même si les fondements de l’activité de notre cerveau repose sur des processus moléculaires et cellulaires, il va de soi que l’on ne va pas rendre compte des états de conscience et de la vie sociale à ce niveau d’organisation, mais que notre cerveau est en quelque sorte la résultante de l’emboîtement de niveaux d’organisation qui vont donc de la molécule au neurone, du neurone aux circuits, aux circuits entre eux pour constituer cet organe que nous avons et qui permet d’interagir avec des confrères par la vie sociale et d’être conscient de la situation dans laquelle nous nous trouvons. Donc nous aurons à prendre ces niveaux hiérarchiques et ce parallélisme dans la compréhension des processus de mémoire qui vont être débattus au cours de cet après-midi. Dernier point qui est un point évidemment qu’il faut méditer, c’est que le cerveau de l’homme n’est pas comme le cerveau du singe, même si celui-ci a une vie sociale élémentaire, un cerveau simplement individuel. C’est un cerveau social qui comme je viens de le dire est la synthèse de multiples processus évolutifs et des processus de mémoire enchâssés, qui possède une plasticité, une flexibilité (qui rendent ?) son organisation fonctionnelle considérable, avec plusieurs niveaux de variabilité je viens de le dire, mais aussi il faut se rendre compte que ce système nerveux central est spontanément actif, il est ouvert sur le monde, motivé, auto-organisé et il possède un accès à la conscience qui permet une communication référentielle et une reconnaissance sociale partagée.

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