Le cerveau qui apprend

Cette semaine, je partage des informations autour de plusieurs conférences qui ont eu lieu à l’Université de Genève.

Résumé de la troisième conférence intitulée « le cerveau qui apprend » dans le cadre de la semaine du cerveau 14-18 mars 2016 :

Vidéos disponibles sur www.semaineducerveau.ch

A titre d’information, cet article constitue de simples notes de cours et ce résumé n’a donc pas la prétention d’être exhaustif par rapport à l’ensemble du contenu qui a été abordé durant cette conférence.

Comment notre cerveau est-il capable d’apprendre de nouvelles compétences et quel rôle joue le sommeil dans l’apprentissage ? Décorticage des mécanismes de la plasticité cérébrale, ainsi que de ses possibilités et de ses limites.

A retenir :

Des stimulations sensorielles répétées renforcent les synapses de neurones peu actifs.

Ce type de mémoire synaptique est important pour activer des neurones pendant l’apprentissage d’un nouveau comportement.

Elle peut aussi s’avérer très importante pour la mise au point de protocoles de réhabilitation après par exemple un AVC ou un traumatisme crânien.

Première partie de la conférence par le professeur Stéphane Pagès (chercheur au département de Neurosciences Fondamentales de la Faculté de médecine de l’Université de Genève).

Après une thèse de doctorat réalisée au département de Chimie Physique de l’UNIGE, il obtient une bourse du Fonds National Suisse de la Recherche Scientifique (FNS) pour étudier, grâce à de nouvelles approches optiques, les phénomènes de communication neuronale au Centre de Neurophotonique de l’Université Laval à Québec. En 2011, il rejoint l’équipe du Professeur Anthony Holtmaat et poursuit ses recherches sur les mécanismes de plasticité structurelle et fonctionnelle de la synapse, dont on pense qu’ils constituent les bases physiologiques de l’apprentissage et de la mémoire.

Comment notre cerveau apprend-il ?

Comment notre cerveau se réorganise t-il ? Comment acquiert-il de nouvelles compétences ? Faire du vélo, etc.

Apprendre à reconnaître un visage etc.

100 milliard de neurones peuplent notre cerveau. si 1 neurone équivalent à 1 personne et sachant qu’il y a 7 milliard d’individus sur la terre, le nombre de neurones que l’on a dans notre cerveau est équivalent à 14 fois la population mondiale !

Les neurones communiquent entre eux.

100 000 kilomètres de « câbles électriques » dans un cerveau adulte humain. Si on déroule ces câbles électriques, en marchant on peut faire deux fois le tour de la planète.

Système très complexe.

Chaque neurone est composé de 3 parties

  1. Les dendrites (métaphore de la prise d’un ordinateur): partie du neurone qui reçoit le signal. Chaque neurone peut ainsi communiquer avec 15 000 autres neurones. Une fois que l’information arrive dans la dendrite, elle est transférée via les dentrites et convergent vers le corps cellulaire (centre de contrôle du neurone). Une fois la décision prise, l’information est transférée vers le reste du réseau par les axones.

 

Mode de communication entre deux neurones :

Le point de connexion entre l’axome et la dendrite s’appelle la synapse (lieu où l’info va être émise par le premier neurone et reçue par le second neurone).

  1. L’axone : partie du neurone qui relaie le signal

Une synapse est un point de liaison entre neurones.

Travaux du professeur Anthony Holtmaat (date du milieu des années 2000)

La grande majorité des épines dentritiques que nous avons dans notre cerveau est stable.

Les épines dendritiques apparaissent en lien avec la coupe des moustaches des souris (elles arrivent à sentir l’environnement avec les moustaches).

Ces connexions sont dynamiques : elles apparaissent et disparaissent en fonction de l’expérience.

Formation d’un très grand nombre d’épines à la naissance.

Raffinement du nombre d’épines en fonction de l’expérience.

Un apprentissage ou une nouvelle expérience aboutit à la formation de nouvelles épines (réseau neuronal qui change).

D’autres épines sont aussi formées.

Elles disparaissent progressivement au fil des années.

Lorsque nous vivons une expérience sensorielle, nous avons des épines qui sont créées (mais pas besoin de créer des épines pour créer de la mémoire).

Etape n°1 : apprendre une tâche à une souris.

Etape n°2 : trouver des épines nées de cet apprentissage.

Etape n°3 : débrancher les épines nouvellement formées.

Etape n°4 : mesurer la performance de la souris sans ces nouvelles épines.

Temps avant entraînement de la souris : 90 secondes.

Après entraînement de la souris : 9 secondes.

La souris met plus de temps de passage après le débranchage des nouvelles épines (20 secondes).

Plasticité des épines dendritiques. Est-ce que la capacité des épines dendritiques à apparaître et à disparaître est-elle la même tout au long de notre vie ?

Lorsque nous dormons, ce système est-il au repos ?