Mécanismes cellulaires et moléculaires de la mémoire

Cellular and molecular mechanisms of memory

Laboratoire de Neurobiologie de l’Apprentissage, de la Mémoire et de la Communication, CNRS UMR 8620, Université Paris-Sud, 91405 Orsay, France Tél : 33 (0) 1 69 15 62 17. Fax : 33 (0) 1 69 15 77 26. E-mail : serge.laroche@ibaic.u-psud.fr

Résumé

On admet généralement que l’information en mémoire est encodée sous forme de configurations spatio-temporelles d’activité dans des réseaux de neurones distribués et que le stockage de ces représentations repose sur des modifications acquises de la force synaptique au sein des réseaux activés par l’apprentissage. De nombreuses études montrent qu’un des mécanismes de l’apprentissage et de la mémoire au niveau cellulaire repose sur une forme particulièrement durable de plasticité, connue sous le nom de potentialisation à long terme. Les étapes-clés de ces mécanismes de plasticité commencent à être identifiées. Ils nécessitent l’activation de récepteurs spécifiques et un ensemble de cascades d’activations moléculaires permettant la conversion des signaux extracellulaires en changements fonctionnels de la connectivité neuronale. On découvre aussi que la régulation rapide de l’expression de nombreux gènes permet le remodelage durable des réseaux neuronaux à la base de la formation de traces mnésiques stables. Les avancées récentes dans la recherche des mécanismes cellulaires et moléculaires de la mémoire sont résumées.

Abstract

There has been nearly a century of interest in the idea that information is encoded in the brain as specific spatio-temporal patterns of activity in distributed networks and stored as changes in the efficacy of synaptic connections on neurons that are activated during learning. The discovery and detailed report of the phenomenon generally known as long-term potentiation opened a new chapter in the study of synaptic plasticity in the vertebrate brain, and this form of synaptic plasticity has now become the dominant model in the search for the cellular bases of learning and memory. To date, the key events in the cellular and molecular mechanisms underlying synaptic plasticity are starting to be identified. They require the activation of specific receptors and of several molecular cascades to convert extracellular signals into persistent functional changes in neuronal connectivity. Accumulating evidence suggests that the rapid activation of the genetic machinery is a key mechanism underlying the enduring modification of neural networks required for the laying down of memory. The recent developments in the search for the cellular and molecular mechanisms of memory storage are reviewed.