Des chercheurs de l’Université Rockefeller ont mis au jour un système graduel de mécanismes moléculaires qui aide à déterminer combien de temps les souvenirs persistent dans le cerveau. En utilisant des tâches d’apprentissage basées sur la réalité virtuelle chez la souris, l’équipe a identifié des régulateurs génétiques clés qui stabilisent les expériences importantes au fil du temps, dans des résultats publiés dans Nature.
Chaque jour, le cerveau transforme des impressions fugaces en souvenirs qui peuvent durer de minutes à des années. Une nouvelle étude de l’Université Rockefeller rapporte que ce processus repose sur un réseau coordonné de « minuteurs » moléculaires qui guident les souvenirs de leur formation initiale vers une stabilité à long terme à travers plusieurs régions cérébrales.
Selon l’Université Rockefeller et un résumé sur ScienceDaily, la recherche a été menée par la neuroscientifique Priya Rajasethupathy, responsable du Skoler Horbach Family Laboratory of Neural Dynamics and Cognition. Son groupe a précédemment montré que le thalamus agit comme un relais clé entre l’hippocampe, où les souvenirs sont formés pour la première fois, et le cortex, où les souvenirs à long terme sont stockés. Ce nouveau travail s’appuie sur cette base en identifiant des programmes génétiques qui maintiennent les souvenirs en vie pendant des périodes de plus en plus longues.
Pour explorer ces mécanismes, la première auteure Andrea Terceros et ses collègues ont développé un modèle comportemental basé sur la réalité virtuelle pour les souris, permettant à l’équipe de contrôler strictement le nombre de fois où les animaux ont vécu des contextes particuliers et quand ils les ont rencontrés. En variant la répétition, les scientifiques ont pu rendre certaines expériences plus mémorables que d’autres, puis examiner quelles voies moléculaires étaient associées à la persistance de la mémoire.
La co-auteure principale Celine Chen a utilisé une plateforme de criblage basée sur CRISPR pour manipuler l’activité génique dans le thalamus et le cortex. Comme décrit par ScienceDaily et d’autres médias, cette approche a permis de démontrer que des molécules spécifiques n’affectent pas la formation initiale d’un souvenir, mais influencent fortement sa durée.
À travers ces expériences, l’équipe a identifié trois régulateurs transcriptionnels critiques pour le maintien des souvenirs dans le temps : Camta1 et Tcf4 dans le thalamus, et Ash1l dans le cortex cingulaire antérieur. L’étude rapporte que perturber Camta1 et Tcf4 affaiblit les connexions fonctionnelles entre le thalamus et le cortex et entraîne une perte de mémoire.
Les chercheurs proposent un modèle graduel dans lequel la formation de la mémoire commence dans l’hippocampe. Camta1 et ses cibles en aval aident à maintenir cette trace précoce, agissant comme un minuteur rapide mais de courte durée. Avec le temps, Tcf4 et ses cibles sont activés pour renforcer l’adhésion cellulaire et le soutien structurel, prolongeant la durée de vie du souvenir. Enfin, Ash1l dans le cortex active des programmes de remodelage de la chromatine qui rendent le souvenir plus robuste et persistant.
« Sauf si vous promouvez les souvenirs sur ces minuteurs, nous pensons que vous êtes prêt à les oublier rapidement », a déclaré Rajasethupathy dans des commentaires diffusés par l’Université Rockefeller et cités par plusieurs médias. Ces résultats remettent en question les modèles anciens qui décrivaient le stockage des souvenirs comme un simple interrupteur moléculaire on/off, les présentant plutôt comme un processus dynamique structuré dans le temps.
Ash1l appartient à une famille de méthyltransférases d’histones connues pour préserver des « mémoires cellulaires » de longue durée dans d’autres systèmes biologiques, tels que la mémoire immunitaire et le maintien de l’identité cellulaire pendant le développement. Rajasethupathy note que le cerveau pourrait réutiliser ces mécanismes largement utilisés pour soutenir les souvenirs cognitifs.
Ce travail pointe également vers des implications potentielles pour des affections comme la maladie d’Alzheimer. En cartographiant les programmes transcriptionnels et les circuits qui stabilisent les souvenirs, les chercheurs espèrent que, en principe, des thérapies futures pourraient acheminer l’information par des voies alternatives si certaines régions sont endommagées, aidant les parties plus saines du cerveau à compenser.
À l’avenir, l’équipe prévoit d’examiner comment ces minuteurs moléculaires sont activés et désactivés et comment le cerveau évalue quelles expériences sont suffisamment importantes pour être promues le long de cette séquence. Selon ScienceDaily, leurs résultats soulignent le thalamus comme un carrefour central dans la décision des souvenirs à stabiliser et de leur durée. L’étude, intitulée Thalamocortical transcriptional gates coordinate memory stabilization, paraît dans Nature (DOI : 10.1038/s41586-025-09774-6).
