Les souvenirs de peur servent à quelque chose : une souris dans la nature apprend à craindre le bruit des pas, ce qui l’aide à éviter les prédateurs. Mais dans certaines situations, ces souvenirs de peur peuvent également teinter de peur des souvenirs neutres, entraînant un comportement inadapté. Une souris ou une personne, par exemple, peut apprendre à craindre des stimuli qui devraient vraisemblablement être sans danger.
Ce changement peut se produire lorsqu’un souvenir de peur existant s’élargit, soit en recrutant des neurones inappropriés dans l’ensemble cellulaire qui le contient, soit en se connectant à un souvenir auparavant neutre, selon deux nouvelles études chez la souris, l’une publié aujourd’hui et un autre la semaine dernière.
Les souvenirs sont incarnés dans le cerveau par le biais d’ensembles clairsemés de neurones, appelés engrammes, qui s’activent lorsqu’un animal forme un nouveau souvenir ou s’en souvient plus tard. Ces ensembles étaient considérés comme « stables et permanents », dit Denise Caïprofesseur agrégé de neurosciences à l’École de médecine Icahn du Mont Sinaï, qui a dirigé l’une des études.
Mais les nouvelles découvertes révèlent comment, en période de peur et de stress, les souvenirs peuvent devenir malléables, soit lorsqu’ils sont remis en ligne, soit lorsque les neurones qui les codent se développent.
Il existe « cette capacité vraiment puissante du stress à regarder en arrière et à changer les souvenirs pour des expériences neutres antérieures en les attirant dans la même représentation neuronale ou en les excitant davantage pendant les périodes hors ligne », explique Elizabeth Goldfarbprofesseur adjoint de psychiatrie à la Yale School of Medicine, qui n’a pas participé aux études.
Cela remet en question le dogme précédent, dit Cai. « Nous avons appris que ces ensembles de mémoire sont en réalité assez dynamiques. »
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Les glaces qui subissent à plusieurs reprises un léger choc du pied associé à un ton particulier apprennent à se figer de peur lorsqu’elles entendent ce ton plus tard, selon des études antérieures. Et si les animaux sont retenus 30 minutes avant cette tâche – une expérience qui les stresse – ils apprennent également à se figer en réponse à un ton différent, signe que le souvenir de la peur s’est généralisé à d’autres stimuli.
Cette réponse au stress – et l’augmentation correspondante du cortisol – peuvent en particulier renforcer les souvenirs. Et lorsque les souris subissent un stress extrême, certains neurones modifient les neurotransmetteurs qu’elles utilisent pour communiquer d’une manière qui contribue à une peur généralisée, selon une étude. étude publié en mars. Les souris qui sont immobilisées avant la tâche de conditionnement de la peur ont des niveaux plus élevés de corticostérone, l’hormone du stress, que celles qui ne le sont pas, confirme l’étude publiée aujourd’hui. Et les souris auxquelles on injecte systémiquement du cortisol avant la tâche se retrouvent avec une expansion de l’ensemble d’engrammes de l’amygdale latérale – visualisé à l’aide de c-FOS et de marqueurs fluorescents – qui code leur mémoire de peur.
Mais la façon exacte dont les engrammes de mémoire ont grossi n’est pas claire, dit Sheena Josselynscientifique principal à l’Hospital for Sick Children, qui a dirigé les travaux.
Les engrammes de peur intègrent les neurones les plus actifs lors de la création d’un souvenir, recherches antérieures a montré. Cette précision est due en partie aux interneurones inhibiteurs à parvalbumine positive qui, comme les videurs examinant les gens dans un club, excluent les neurones faiblement actifs et limitent la taille de l’engramme.
Cependant, une augmentation du cortisol perturbe ce processus de dépistage, ont découvert Josselyn et ses collègues. Le cortisol augmente les niveaux d’endocannabinoïdes qui agissent sur les récepteurs endocannabinoïdes des neurones inhibiteurs et atténue leur activité, ont révélé des expériences de photométrie par fibre et d’électrophysiologie. Avec la libération de ce frein à l’exclusion neuronale, davantage de neurones d’ensemble sont activés et donc intégrés dans la mémoire. L’équipe a publié les résultats aujourd’hui dans Cellule.
Les souris qui subissent cette expansion d’engramme sont incapables de distinguer les stimuli sûrs des stimuli menaçants, explique Goldfarb. « C’est juste une manière très intuitive de comprendre pourquoi ces souvenirs semblent s’étendre à des situations inappropriées. »
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les expériences versives peuvent également modifier les ensembles de mémoire créés quelques jours plus tôt, a montré la deuxième étude utilisant l’imagerie calcique. Lorsque les souris apprennent à associer un environnement particulier, comme une boîte spécifique, à des chocs de pieds, elles se figent lorsqu’elles y sont réintroduites. Et plus tard, lors des périodes de repos, l’ensemble neuronal concerné se réactive pour contribuer à solidifier la mémoire après l’apprentissage.
Mais lorsqu’une souris forme à la place un souvenir neutre d’une boîte différente, une expérience aversive ultérieure peut co-activer les ensembles hippocampiques sous-jacents aux souvenirs inoffensifs et menaçants, reliant les deux souvenirs entre eux, ont rapporté Cai et ses collègues la semaine dernière dans Nature. Lorsque cela se produit, les souris commencent à se figer dans la boîte auparavant « sûre » : la co-activation transfère la réponse de peur à ce contexte précédent, a découvert l’équipe.
« C’est remarquable », dit Marloes Henckensprofesseur agrégé de neurosciences médicales à l’Université Radboud, qui n’a pas participé aux travaux. « [The memories are] liés pour que les souris craignent aussi ce contexte neutre.
Cette liaison mnésique s’est produite lorsque les souris étaient encore mais pas endormies ; Les souris éveillées ont montré plus de co-réactivation des deux souvenirs que les souris endormies, ont découvert Cai et ses collègues. C’était surprenant, car on pense généralement que cette réactivation hors ligne se produit pendant le sommeil, explique Cai. Le repos tranquille peut permettre aux animaux de réfléchir à leurs expériences antérieures après un événement aversif, ce qui pourrait avoir pour conséquence de relier les souvenirs entre eux, ajoute-t-elle.
Cai et Josselyn souhaitent tous deux comprendre si ces mécanismes d’élargissement des souvenirs perdurent dans d’autres zones cérébrales et formes de mémoire. Un amortissement similaire des neurones inhibiteurs et une expansion des engrammes sont à l’origine du manque de souvenirs épisodiques spécifiques chez les souris juvéniles, une précédente étude. étude trouvé. Cela pourrait représenter un outil général permettant de modifier la mémoire, explique Josselyn.
Et Cai et ses collègues ont découvert que les souvenirs positifs peuvent également être liés au fil du temps. Les souris auxquelles on a injecté de la cocaïne, un stimulus fortement gratifiant, ont lié rétroactivement cette expérience à un souvenir neutre, a rapporté l’équipe. Ils travaillent maintenant à déterminer si ce processus se produit également via un mécanisme de co-réactivation, explique Cai.
Il est possible que les souvenirs soient régulièrement mis à jour de cette façon, ajoute-t-elle. Chaque expérience unique et nouvelle pourrait « changer les mécanismes par lesquels cette mémoire est codée, stockée ou récupérée ».