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Pourquoi apprend-on mieux en dormant ?

Crédits : FlickR/Xiaobin Liu

On connait tous cette situation : tenter en vain d’apprendre quelque chose avant de dormir et le connaître miraculeusement par coeur à notre réveil. Que s’est-il passé dans notre cerveau pendant la nuit pour que la magie s’opère ?

Les scientifiques avaient déjà affirmé il y a plusieurs années que le cerveau consolide les souvenirs en « rejouant » la nuit ce qu’il a appris la journée. Cependant, comment les informations sont-elles enregistrées à long terme ? Michaël Zugaro et son équipe du Centre interdisciplinaire de recherche en biologie (CNRS, Inserm, Collège de France) ont enfin répondu à cette curieuse question. Les souvenirs se forment initialement dans une structure lunaire au centre du cerveau appelé l’hippocampe. Mais plusieurs théories sur la mémoire non encore prouvées supposent que pour imprimer des traces mnésiques durables, c’est-à-dire stockées à long terme, il faut que l’hippocampe échange des informations avec la couche externe du cerveau soit le cortex. Et cet échange se produirait qu’exclusivement pendant le sommeil…

Ainsi, pour mettre la main sur une preuve expérimentale, les neurobiologistes français ont enregistré l’activité électrique de l’hippocampe et du cortex préfrontal médian de rats pendant leur sommeil profond (caractérisé par des ondes lentes). Lorsque l’hippocampe émettait des ondulations, le cortex réagissait en retour environ 140 millisecondes après par des ondes dites delta et des trains d’impulsions électriques appelés «fuseaux du sommeil». Ensuite, les chercheurs ont entraîné les rats à mémoriser deux objets identiques situés dans deux coins d’une boîte rectangulaire. On les laissait dans la boîte 3 ou 20 minutes. Le lendemain, avant de les laisser entrer dans la boite, un objet était déplacé vers un autre coin. Quand les rats étaient restés 20 minutes dans la boîte la veille, ils passaient alors beaucoup de temps autour de l’objet déplacé, ce qui montre bien qu’ils avaient noté le changement. De plus, le dialogue électrique entre leur hippocampe et le cortex  durant leur sommeil était considérable. En revanche, ceux qui n’étaient restés que 3 minutes n’avaient pas mémorisé les objets et a contrario présentaient un échange entre les deux structures largement plus faibles.

Les chercheurs ont ensuite stimulé par des électrodes le cerveau de ces derniers afin de provoquer des ondes delta et des fuseaux du sommeil dans le cortex préfrontal 140 millisecondes après l’émission d’ondulations par l’hippocampe. Le résultat obtenu est incroyable puisque le lendemain, les rats se sont souvenus de l’emplacement des objets comme s’ils avaient exploité l’environnement 20 min la veille. De plus, cette expérience a permis de montrer que certains neurones corticaux, qui sont davantage sollicités lorsque les rats tournaient autour de l’objet, changent pendant le sommeil lorsque le couplage entre l’hippocampe et le cortex intervient. Ainsi, aider l’interactivité du sommeil entre l’hippocampe et le cortex serait un stratagème pour consolider un souvenir sur le long terme. Mais ce n’est pas encore pour tout de suite alors en attendant, dormez bien!

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