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La mémoire plurielle : lobe temporal, diencéphale, striatum, cervelet, amygdale etc. Différents types de mémoire déclarative et non déclarative Conception multisystème de la mémoire • Mémoire déclarative ou explicite (nécessite des efforts conscients) • Mémoire épisodique: événements vécus (mémoire autobiographique, acquisition de nouvelles connaissances) • Mémoire sémantique: connaissances générales • Mémoire non déclarative ou implicite (résulte de l ’ expérience) • Mémoire procédurale: habiletés motrices, automatismes, habitudes, conditionnements, comportements • Mémoire émotionnelle Structures neuroanatomiques impliquées dans la mémoire • Le néocortex • Les structures du circuit limbique (hippocampe, fornix, corps mamillaires, thalamus) • • • • Le cortex préfrontal Le striatum L ’ amygdale Le cervelet Mémoire à court terme et à long terme Le concept de mémoire à court terme fait référence au processus mnésique qui maintient l ’information de façon temporaire jusqu ’à ce qu ’elle soit oubliée ou au contraire, incorporée Les systèmes cérébraux de la mémoire déclarative • Mémoire immédiate: moins de 30 sec • Mémoire de travail: informations provisoires, extension de la mémoire immédiate, prolongement de la mémoire immédiate (plusieurs min) si le contenu est maintenu activement • Mémoire à court terme: qques sec à qques heures • Mémoire à long terme (consolidation mnésique): années Jeu de mémoire: acquisition de nouvelles informations Regardez le dessin pendant 3 minutes et essayez de mémoriser le plus d ’ éléments possibles Mémoire procédurale Dessin en miroir= habilité motrice Les amnésies ou pertes de mémoire • L ’ amnésie rétrograde: perte des souvenirs anciens • L ’ amnésie antérograde: incapacité à retenir de nouveaux souvenirs • L ’ amnésie globale transitoire: survenue brutale d ’ un épisode d ’ amnésie antérograde associé à une amnésie rétrograde pour les événements récents précédant cet épisode Amnésie rétrograde (a) et antérograde (b) provoquées par un traumatisme crânien Lobes temporaux, hippocampe, circuit limbique et mémoire déclarative Cortex entorhinal Hippocampe Cortex entorhinal Cortex périrhinal Cortex parahippocampique L ’ hippocampe Les circuits de la mémoire • en 1953, on a commencé à comprendre qu ’ il existe plusieurs types de mémoire et qu ’ elles reposent sur des circuits neurobiologiques distincts. • Pour soulager une personne épileptique , nommée H.M. de sa maladie , un chirurgien réalisa une ablation partielle des régions temporales gauche et droite qui contiennent l ’ hippocampe Le cas H.M. L ’ hippocampe et les structures adjacentes du lobe temporal interne étaient lésées de façon bilatérale chez le patient amnésique HM Caractéristiques du sujet H.M. • Capacités intellectuelles et mémoire à court terme normales. • Maintien des souvenirs les plus anciens mais perte de ceux des années qui avaient précédés l ’ opération. • Perte de la capacité de former de nouveaux souvenirs déclaratifs. • Mémoire implicite ou procédurale préservée. H.M.réussit à apprendre à tracer un trait entre les 2 lignes d ’ une étoile alors qu ’ il voyait sa main dans un miroir Cas étudiés d ’ amnésie antérograde • Lésions de l ’ hippocampe et du cortex autour de l ’ hippocampe (cortex entorhinal, périrhinal et parahippocampique) • Le trouble de mémoire est d ’ autant plus sévère que la lésion au sein du lobe temporal interne est étendue mais quelques structures sont plus importantes que d ’ autres • Étiologie: traumatique • tumorale • vasculaire • infectieuse (encéphalite herpétique) Cas R.B. lésion bilatérale du secteur CA1 de l ’ hippocampe suite à une anoxie subie pendant une intervention chirurgicale L ’ hippocampe Les 4 secteurs de l ’ hippocampe Les 4 secteurs de l ’ hippocampe CA2 CA 3 CA 4 CA1 Le circuit de l ’ hippocampe Le circuit de l ’ hippocampe La potentialisation à long terme (LTP) • Synapses de la voie perforante sur les neurones du gyrus dentatus • Synapses des collatérales de Schaffer sur les neurones pyramidaux du secteur CA1 • Pour induire la LTP on provoque une tétanisation c ’ est à dire une stimulation brève à fréquence élevée (environ 50 à 100 stimulus à une fréquence de 100/sec Effet à long terme de l ’ activation des récepteurs NMDA Structures impliquées dans la mémoire déclarative: hippocampe, fornix, corps mamillaires, thalamus Cas étudiés d ’ amnésie antérograde • H.M. : hippocampe et cortex (entorhinal, périrhinal et parahippocampique) • R.B. : secteur CA 1 de l ’ hippocampe • N.A. : noyau thalamique dorso-médian gauche • Cas d ’ une patiente présentant une lésion bilatérale du fornix • Syndrome de Korsakoff : corps mamillaires L ’ hippocampe et le fornix Cas NA • Lésion du thalamus dorsomédian à gauche • Amnésie antérograde sévère, incapacité à former de nouveaux souvenirs • Amnésie rétrograde couvrant les deux années précédant l ’ accident • Mémoire à court terme, rappel des souvenirs anciens, intelligence globale non altérées Syndrome de Korsakoff • Lésion des corps mamillaires et du thalamus dorsomédian • Conséquence connue de l ’ alcoolisme chronique associé à un déficit en vitamine B1 • Amnésie antérograde sévère • Tendance aux confabulations • Amnésie rétrograde plus sévère que les cas HM, NA et RB Atrophie des corps mamillaires de l ’ hypothalamus dans le syndrome de Korsakoff les corps mamillaires Lésions (hémorragies) dans les parois du troisième ventricule dans le syndrome de Wernicke-Korsakoff Lésions (hémorragies) dans le tronc cérébral dans le Syndrome de WernickeKorsakoff Régions du diencéphale impliquées dans la reconnaissance • 1/ Les noyaux antérieurs et dorso-médians du thalamus • 2/ Les corps mamillaires Structures importantes dans la consolidation de la mémoire déclarative • Lobe temporal :l ’ hippocampe, le cortex entorhinal, le cortex périrhinal, le cortex parahippocampique. • Diencéphale: noyaux antérieurs et dorsomédians du thalamus • Les corps mamillaires Lésions de l ’ hippocampe et des structures qui lui sont reliées • Déficit spécifique dans la capacité à former des souvenirs déclaratifs = amnésie antérograde • Perte de certains souvenirs acquis avant la survenue de la lésion = amnésie rétrograde L ’ information est d ’ abord stockée dans la formation hippocampique et ensuite transférée progressivement dans des aires du cortex en dehors de l ’ hippocampe Cortex préfrontal et mémoire de travail Activation du cortex préfrontal lors de l ’ intervention de la mémoire à court terme et de la mémoire de travail 8 sec Mémoire non déclarative Habilités motrices Acquisition des habitudes Habiletés perceptives et cognitives Certaines formes d ’ apprentissage de connaissances de catégories • Conditionnement classique de réponses motrices • • • • Mémoire procédurale et striatum • Apprentissage d ’ une réponse motrice (la procédure) en réaction à une stimulation sensorielle. Striatum et mémoire procédurale atrophie du noyau caudé dans la chorée de Huntington Sujet normal Maladie de Huntington: atrophie du noyau caudé et ventricule élargi Striatum et mémoire procédurale Disparition de la substance noire dans la maladie de Parkinson Mémoire procédurale Lecture en miroir La mémoire procédurale est celle de nos automatismes et activités physiques complexes, comme faire du vélo ou conduire une voiture. Elle peut être testée par des « tâches de lecture en miroir » Il s ’agit ici de lire de droite à gauche une série de mots de 5 lettres. L ’acquisition de la procédure se traduit par une diminution du temps de lecture des mots au fur Habileté de lecture=apprentissage d ’une habileté non motrice, habileté perceptive et cognitive et à mesure de la liste Performances de patients amnésiques et souffrant de maladie de Parkinson dans 2 tests de mémoire Test de prédiction de la meteo: test qui permet d ’ étudier l ’ apprentissage d ’ habitudes Test d ’ évaluation de la mémoire déclarative Les résultats sont identiques chez des patients souffrant de la chorée de Huntington Modèle animal • • • • • Mémoire de reconnaissance Mémoire à long terme Capacité à former des souvenirs déclaratifs et Mémoire procédural L I M B I Q U E Le circuit limbique de la reconnaissance visuelle d ’ un objet chez l ’ homme a été identifié avec certitude chez l ’ animal Modèles d ’ amnésie humaine chez l ’ animal • 1/ Test de reconnaissance ou test de nonappariement différé d ’ échantillons: permet d ’ évaluer la capacité à reconnaître comme familier un objet perçu récemment • 2/ test visuel simple de discrimination d ’ objets Tâche de reconnaissance différée avec non appariement Test permettant d ’évaluer la capacité à reconnaître comme familier un objet perçu récemment Tâche de reconnaissance différée avec non appariement Ce test fait appel à la mémoire de reconnaissance Délai variable Tâche d ’ appariement différé après lésion temporale bilatérale Test visuel simple de discrimination d ’ objets: le singe désigne l ’ objet correct Quand on détruit les structures limbiques d ’ un singe, il conserve sa faculté d ’ apprentissage. Celle-ci est perdue suite à une lésion du striatum Plusieurs paire d ’ objets; 1 des 2 objets de chaque paire contient une récompense; il finit avec le temps par apprendre à choisir l ’ objet demandé; il réalise cette performance presque aussi facilement qu ’ un singe normal (un singe normal a besoin de 10 à 20 essais pour apprendre lequel des 2 objets est correct. Lésions de l ’ hippocampe et des structures qui lui sont reliées • Déficit spécifique dans la capacité à former des souvenirs déclaratifs = amnésie antérograde • Perte de certains souvenirs acquis avant la survenue de la lésion = amnésie rétrograde L ’ information est d ’ abord stockée dans la formation hippocampique et ensuite transférée progressivement dans des aires du cortex en dehors de l ’ hippocampe Mémoire procédurale et cervelet Conditionnement classique Fibres et neurones du cervelet axones de l ’olive inférieur: fibres grimpantes axones des noyaux du pont: fibres moussues les fibres moussues font synapse sur la cellules granulaires les axones des cellules granulaires remontent dans la couche moléculaire où elles se ramifient en forme de T (fibres parallèles) pour faire synapse sur les cellules de Purkinje 2 sources d ’information : olive inférieure (propriocepteurs musculaires) noyaux du pont (cortex) Cellule de Purkinje La dépression à long terme (LTD) du cortex cérébelleux • Après activation simultanée des fibres parallèles et des fibres grimpantes, l ’ activation des fibres parallèles seule produit une réponse postsynaptique plus faible dans les cellules de Purkinje • Cette modification peut durer au moins une heure Rôle temporaire du système hippocampique 20 paires d ’ objets différentes ont été apprises lors de 5 périodes avant l ’ opération. Après l ’ opération la mémoire fut testée en présentant à nouveau les 100 paires d ’ objets dans un ordre aléatoire 1 seul essai est effectué Lésions bilatérales de la formation hippocampique: mémoire des objets appris depuis longtemps normale mais difficultés pour se souvenir des objets appris récemment 2 semaines après l ’exérèse 1 seul essai est effectué, le singe doit choisir l ’objet correct Schéma simplifié des principaux circuits cérébraux impliqués dans le conditionnement du réflexe palpébral RC: réponse conditionnée RI: Réponse inconditionnelle : Noyau interposé: noyaux du cervelet Les noyaux du cervelet Noyau interposé: fastigial, globosus, emboliforme et dentelé Le son (SC) entre dans le circuit en activant les neurones du noyau auditif L e souffle d ’air (SI) entre dans le circuit en activant les neurones du noyau trijumeau qui reçoit une information tactile en provenance de la peau de la face Le SC doit précéder le SI d ’une fraction de seconde La trace mnésique du conditionnement classique du clignement de paupières chez les vertébrés serait formée et stockée dans le cervelet Inactivation du cervelet: incapacité à apprendre la RC de clignement Après levée de l ’ inactivation apprentissage normal Inactivation du noyau rouge pendant l ’ apprentissage: 0 RC Après levée de l ’ inactivation réponse clairement établie dès le début de la session des tests Mémoire émotionnelle et amygdale L ’ amygdale ne fait pas partie du système de mémoire déclarative L ’ amygdale est importante dans l ’ émotion et dans les aspects émotionnels de la mémoire L ’ amnésie infantile et la mémoire inconsciente des événements traumatiques de la petite enfance seraient liées à la maturation tardive de l ’ hippocampe par rapport à la maturation de l ’ amygdale Mémoire des visages et cortex temporal inférieur (gyrus fusiforme) Les 3 stades de la maladie d ’ Alzheimer: distribution des lésions histologiques « Oubli à mesure » lorsque les lésions envahissent l ’ hippocampe Comparaison entre l ’ hippocampe d ’ un sujet normal (A) et d ’ un sujet souffrant d ’ une maladie d ’ Alzheimer (B) Atteinte de l ’ hippocampe dans la maladie d ’ Alzheimer Vieillisement normal Maladie d ’Alzheimer Le cerveau d ’ un malade atteint de la maladie d ’ Alzheimer (à gauche) est atrophié par rapport à celui d ’ un individu du même âge Premier signe clinique de la maladie d ’ Alzheimer: atteinte de la mémoire déclarative
