Jeudi 5 décembre 2013.- Une équipe de neuroscientifiques de l'Université de Pennsylvanie, aux États-Unis, et de l'Université de Fribourg, en Autriche, a découvert comment les cellules cérébrales qui codent l'information spatiale forment des «étiquettes géographiques» pour des souvenirs spécifiques et sont activer immédiatement avant de se souvenir de ces souvenirs.
Son travail, réalisé grâce à l'utilisation d'un jeu vidéo dans lequel les gens naviguent dans une ville virtuelle pour livrer des objets dans des endroits spécifiques et publié dans la revue 'Science' montre comment les informations spatiales sont incorporées dans la mémoire et pourquoi se souvenir d'une expérience Vous pouvez rapidement évoquer d'autres événements qui se sont produits au même endroit.
"Ces résultats fournissent la première preuve neuronale directe de l'idée que le système de mémoire humaine étiquette les souvenirs avec des informations sur l'endroit et le moment où ils se sont formés et que l'acte de se souvenir implique la restauration de ces étiquettes", explique Michael Kahana, professeur de Psychologie à la Penn School of Arts and Sciences.
Kahana et ses collègues ont mené une longue enquête auprès de patients épileptiques qui ont des électrodes implantées dans leur cerveau dans le cadre de leur traitement. Les électrodes captent directement l'activité électrique de l'ensemble du cerveau, tandis que les patients participent aux expériences depuis leur lit à l'hôpital.
Comme pour les précédents tests de mémoire spatiale effectués par le groupe Kahana, cette étude comprenait un jeu vidéo simple dans lequel les participants devaient livrer dans les magasins d'une ville virtuelle. Tout d'abord, les joueurs ont pu explorer librement la ville et connaître l'emplacement des magasins et, lorsque le jeu a commencé, ils n'ont reçu des instructions que lors de leur prochain arrêt sans informations sur ce qu'ils livraient.
Après son arrivée à destination, le joueur a été informé des informations sur l'objet qu'il avait pris et a reçu les données de l'arrêt suivant. Après 13 accouchements, l'écran est devenu vide et les participants ont été invités à se souvenir et à nommer les articles qu'ils avaient pris dans l'ordre dans lequel ils venaient à l'esprit, ce qui a permis aux auteurs de corréler l'activation neuronale associée à la formation. de la mémoire spatiale (emplacements des magasins) et récupération des mémoires épisodiques: la liste des éléments.
"L'un des défis de l'étude de la mémoire dans les environnements naturels est que nous ne pouvons pas créer une expérience réaliste, où l'expérimentateur garde le contrôle et peut mesurer tous les aspects de ce que le participant fait et voit. La réalité virtuelle résout ce problème - "Kahana le fait remarquer. Le fait que ces patients jouent avec nous nous permet d'enregistrer toutes les actions qu'ils font dans le jeu et de mesurer les réponses des neurones pendant la navigation spatiale et plus tard dans la mémoire verbale."
En demandant aux participants de se souvenir des articles qu'ils ont livrés dans les magasins visités, les chercheurs ont pu tester si leur système de mémoire spatiale était activé même lorsqu'ils accèdent à des mémoires épisodiques. La carte des neurones associés à la mémoire spatiale a permis cette comparaison.
"Pendant la navigation, les neurones de l'hippocampe et des neurones voisins peuvent souvent représenter l'emplacement virtuel du patient dans la ville, quelque chose comme un appareil GPS pour le cerveau", a utilisé Kahana comme exemple. "Ces cellules dites de lieu sont peut-être l'exemple le plus frappant d'un neurone qui code pour une représentation cognitive abstraite", a-t-il ajouté.
L'utilisation d'enregistrements cérébraux générés pendant que les participants naviguaient dans la ville a permis aux scientifiques de développer une carte neuronale qui correspondait à la configuration de la ville. Pour éviter la confusion des souvenirs épisodiques des éléments livrés avec la mémoire spatiale de l'emplacement d'un magasin, les chercheurs ont exclu les voyages qui se rendaient directement à ou depuis ce magasin lorsqu'ils étaient placés sur la carte neuronale.
Avec ces cartes en main, les auteurs ont pu croiser les références de la mémoire spatiale de chaque participant, en accédant à leurs mémoires épisodiques des articles livrés et en voyant que les neurones associés à une certaine région de la carte étaient activés juste avant qu'un participant nomme l'article qu'il a livré à un magasin de cette zone.
Selon Kahana, bien qu'il ne soit pas possible de distinguer si ces mémoires spatiales aident réellement les participants à accéder à leurs mémoires épisodiques ou dès leur arrivée le long de la promenade, on constate que ces sites d'activation cellulaire jouent un rôle dans processus de récupération de mémoire.
Au début des recherches en neurosciences, à la fois dans la cognition humaine et animale, il avait été suggéré que l'hippocampe avait deux fonctions distinctes: le rôle de cartographe, le suivi des informations de localisation dans la mémoire spatiale et le rôle du greffier, enregistrant des événements pour la mémoire épisodique. Cette expérience est une preuve supplémentaire que ces rôles sont étroitement liés.
"Notre constat que le rappel spontané d'une mémoire active son étiquette géographique neuronale suggère que les fonctions de la mémoire spatiale et épisodique de l'hippocampe sont étroitement liées et peuvent refléter une architecture fonctionnelle commune", conclut Kahana.
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Son travail, réalisé grâce à l'utilisation d'un jeu vidéo dans lequel les gens naviguent dans une ville virtuelle pour livrer des objets dans des endroits spécifiques et publié dans la revue 'Science' montre comment les informations spatiales sont incorporées dans la mémoire et pourquoi se souvenir d'une expérience Vous pouvez rapidement évoquer d'autres événements qui se sont produits au même endroit.
"Ces résultats fournissent la première preuve neuronale directe de l'idée que le système de mémoire humaine étiquette les souvenirs avec des informations sur l'endroit et le moment où ils se sont formés et que l'acte de se souvenir implique la restauration de ces étiquettes", explique Michael Kahana, professeur de Psychologie à la Penn School of Arts and Sciences.
Kahana et ses collègues ont mené une longue enquête auprès de patients épileptiques qui ont des électrodes implantées dans leur cerveau dans le cadre de leur traitement. Les électrodes captent directement l'activité électrique de l'ensemble du cerveau, tandis que les patients participent aux expériences depuis leur lit à l'hôpital.
Comme pour les précédents tests de mémoire spatiale effectués par le groupe Kahana, cette étude comprenait un jeu vidéo simple dans lequel les participants devaient livrer dans les magasins d'une ville virtuelle. Tout d'abord, les joueurs ont pu explorer librement la ville et connaître l'emplacement des magasins et, lorsque le jeu a commencé, ils n'ont reçu des instructions que lors de leur prochain arrêt sans informations sur ce qu'ils livraient.
Après son arrivée à destination, le joueur a été informé des informations sur l'objet qu'il avait pris et a reçu les données de l'arrêt suivant. Après 13 accouchements, l'écran est devenu vide et les participants ont été invités à se souvenir et à nommer les articles qu'ils avaient pris dans l'ordre dans lequel ils venaient à l'esprit, ce qui a permis aux auteurs de corréler l'activation neuronale associée à la formation. de la mémoire spatiale (emplacements des magasins) et récupération des mémoires épisodiques: la liste des éléments.
"L'un des défis de l'étude de la mémoire dans les environnements naturels est que nous ne pouvons pas créer une expérience réaliste, où l'expérimentateur garde le contrôle et peut mesurer tous les aspects de ce que le participant fait et voit. La réalité virtuelle résout ce problème - "Kahana le fait remarquer. Le fait que ces patients jouent avec nous nous permet d'enregistrer toutes les actions qu'ils font dans le jeu et de mesurer les réponses des neurones pendant la navigation spatiale et plus tard dans la mémoire verbale."
En demandant aux participants de se souvenir des articles qu'ils ont livrés dans les magasins visités, les chercheurs ont pu tester si leur système de mémoire spatiale était activé même lorsqu'ils accèdent à des mémoires épisodiques. La carte des neurones associés à la mémoire spatiale a permis cette comparaison.
"Pendant la navigation, les neurones de l'hippocampe et des neurones voisins peuvent souvent représenter l'emplacement virtuel du patient dans la ville, quelque chose comme un appareil GPS pour le cerveau", a utilisé Kahana comme exemple. "Ces cellules dites de lieu sont peut-être l'exemple le plus frappant d'un neurone qui code pour une représentation cognitive abstraite", a-t-il ajouté.
L'utilisation d'enregistrements cérébraux générés pendant que les participants naviguaient dans la ville a permis aux scientifiques de développer une carte neuronale qui correspondait à la configuration de la ville. Pour éviter la confusion des souvenirs épisodiques des éléments livrés avec la mémoire spatiale de l'emplacement d'un magasin, les chercheurs ont exclu les voyages qui se rendaient directement à ou depuis ce magasin lorsqu'ils étaient placés sur la carte neuronale.
Avec ces cartes en main, les auteurs ont pu croiser les références de la mémoire spatiale de chaque participant, en accédant à leurs mémoires épisodiques des articles livrés et en voyant que les neurones associés à une certaine région de la carte étaient activés juste avant qu'un participant nomme l'article qu'il a livré à un magasin de cette zone.
Selon Kahana, bien qu'il ne soit pas possible de distinguer si ces mémoires spatiales aident réellement les participants à accéder à leurs mémoires épisodiques ou dès leur arrivée le long de la promenade, on constate que ces sites d'activation cellulaire jouent un rôle dans processus de récupération de mémoire.
Au début des recherches en neurosciences, à la fois dans la cognition humaine et animale, il avait été suggéré que l'hippocampe avait deux fonctions distinctes: le rôle de cartographe, le suivi des informations de localisation dans la mémoire spatiale et le rôle du greffier, enregistrant des événements pour la mémoire épisodique. Cette expérience est une preuve supplémentaire que ces rôles sont étroitement liés.
"Notre constat que le rappel spontané d'une mémoire active son étiquette géographique neuronale suggère que les fonctions de la mémoire spatiale et épisodique de l'hippocampe sont étroitement liées et peuvent refléter une architecture fonctionnelle commune", conclut Kahana.
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