Des scientifiques ont mis au point une nouvelle technique d’imagerie des molécules d’ARNm dans le cerveau de souris vivantes. Cette recherche donne un nouvel aperçu de la manière dont les souvenirs sont formés et stockés dans le cerveau et pourrait permettre aux scientifiques d’en savoir plus sur des maladies telles que la maladie d’Alzheimer à l’avenir.
L’article est publié dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Le processus de création physique et de stockage de la mémoire dans le cerveau est encore très mystérieux. Il est bien connu que l’ARNm, un type d’ARN impliqué dans la création de protéines, est produit pendant le processus de formation et de stockage des souvenirs, mais la technologie permettant d’étudier ce processus au niveau cellulaire est limitée. Les études précédentes ont souvent impliqué la dissection de souris afin d’examiner leur cerveau.
Une équipe de chercheurs dirigée par un membre de la faculté de l’Université du Minnesota Twin Cities a mis au point une nouvelle technique qui donne aux scientifiques une fenêtre sur la synthèse de l’ARN dans le cerveau d’une souris encore vivante.
“Nous savons encore très peu de choses sur les mémoires dans le cerveau”, explique Hye Yoon Park, professeur associé au département de génie électrique et informatique de l’université du Minnesota et auteur principal de l’étude. “Il est bien connu que la synthèse de l’ARNm est importante pour la mémoire, mais il n’a jamais été possible de l’imager dans un cerveau vivant. Notre travail est une contribution importante à ce domaine. Nous disposons désormais de cette nouvelle technologie que les neurobiologistes pourront utiliser à l’avenir pour diverses expériences et tests de mémoire.”
Le processus de l’équipe dirigée par l’université du Minnesota a fait appel au génie génétique, à la microscopie à excitation à deux photons et à un logiciel de traitement d’images optimisé. En modifiant génétiquement une souris pour qu’elle produise de l’ARNm marqué avec des protéines fluorescentes vertes (protéines dérivées d’une méduse), les chercheurs ont pu voir quand et où le cerveau de la souris générait l’ARNm Arc, le type spécifique de molécule qu’ils recherchaient.
Comme la souris est vivante, les chercheurs ont pu l’étudier pendant de plus longues périodes. Grâce à ce nouveau procédé, les chercheurs ont réalisé deux expériences sur la souris au cours desquelles ils ont pu observer en temps réel, pendant un mois, ce que faisaient les neurones – ou cellules nerveuses – lorsque la souris formait et stockait des souvenirs.
Historiquement, les neuroscientifiques ont théorisé que certains groupes de neurones dans le cerveau se déclenchent lorsqu’un souvenir est formé, et que ces mêmes cellules se déclenchent à nouveau lorsque ce moment ou cet événement est mémorisé. Cependant, dans les deux expériences, les chercheurs ont constaté que différents groupes de neurones se déclenchaient chaque jour où ils déclenchaient le souvenir chez la souris.
Au cours de plusieurs jours après que la souris ait créé ce souvenir, ils ont pu localiser un petit groupe de cellules qui se chevauchaient, ou qui généraient systématiquement l’ARNm Arc chaque jour, dans la région du cortex rétrosplénial (RSC) du cerveau, un groupe qui, selon eux, est responsable du stockage à long terme de ce souvenir.
“Notre recherche porte sur la génération et la récupération de la mémoire”, a déclaré Park. “Si nous pouvons comprendre comment cela se produit, cela nous sera très utile pour comprendre la maladie d’Alzheimer et d’autres maladies liées à la mémoire. Il est possible que les personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer stockent encore les souvenirs quelque part, mais qu’elles ne puissent pas les retrouver. Ainsi, à très long terme, cette recherche pourra peut-être nous aider à vaincre ces maladies.”
