Pour la première fois, des neuroscientifiques ont observé des “molécules pour la formation de la mémoire” se déplaçant dans le cerveau d’un animal vivant. Cette percée sans précédent apporte un nouvel éclairage sur la façon dont les cellules nerveuses fabriquent les souvenirs.

Avant de pouvoir s’en rappeler, ou plus exactement, de reconstruire la mémoire, elle doit être codée et stockée dans le cerveau. C’est un processus complexe et dynamique qui implique la modification de structures moléculaires qui modifient les transmissions synaptiques entre les neurones. Pour rajouter à la complexité, les neurones sont extrêmement sensibles à toutes formes de perturbations, ainsi les observer dans leur travail de fabrication de la mémoire, dans les cellules d’un cerveau vivant, n’est pas une tâche facile.

Pour remédier à cela, et scruter en profondeur les neurones sans les blesser, les chercheurs de l’Albert Einstein College of Medicine de la Yeshiva université (New York) ont développé un “modèle” de souris dans laquelle ils ont marqués par fluorescence toutes les molécules d’ARN messager (ARNm) qui codent pour les protéines actine bêta (protéines impliquées dans la structure et l’intégrité cellulaires). 

Le chercheur principal, Robert Singer précise :

Il est intéressant de noter que nous avons pu développer cette souris sans avoir à utiliser un gène artificiel ou d’autres interventions qui pourraient avoir perturbé les neurones et faussé nos conclusions.

L’actine bêta est une protéine de structure essentielle, trouvée en grande quantité dans les neurones du cerveau et considérée comme ayant un rôle majeur dans l’acquisition des souvenirs. L’ARNm est un grand groupe de molécules d’ARN qui copient l’information génétique de l’ADN et la “traduit” en protéines qui rendent la vie possible. 

Pour faire cette incroyable vidéo (ci-dessous), les chercheurs ont stimulé les neurones dans l’hippocampe de la souris, là où les souvenirs sont produits et stockés. Ils ont regardé les molécules d’ARNm, actine bêta, brillants par fluorescence, se former dans les noyaux des neurones et se déplacer dans les dendrites, les projections ramifiées du neurone.

Au cours de leurs observations, les scientifiques ont réalisé que l’ARNm, dans les neurones, a développé une stratégie ingénieuse et jamais vu auparavant pour contrôler la façon avec laquelle les protéines, pour la formation de la mémoire, exécutent leur tâche. C’est un nouveau processus qu’ils décrivent avec les mots "masquer" et "démasquer" (masking-unmasking), un processus permettant à la protéine actine bêta de ce synthétiser à certains moments, à des endroits et en quantités spécifiques.

Selon Robert Singer  :

Cette observation, que les neurones activent et désactivent sélectivement la synthèse protéique, s’intègre parfaitement avec ce que nous pensons sur la façon dont les souvenirs sont faits. La fréquente stimulation du neurone rend l’ARNm disponible en de fréquentes rafales contrôlées, entrainant l’accumulation de la protéine actine bêta précisément là où elle est nécessaire pour renforcer la synapse.

L’étude publiée sur Science : Visualization of Dynamics of Single Endogenous mRNA Labeled in Live Mouse.