En bref
Des chercheurs ont découvert comment le cerveau de la mouche à fruits peut se souvenir d’une odeur même après sa disparition. Ce mécanisme pourrait nous aider à mieux comprendre la mémoire humaine. En utilisant deux types de cellules nerveuses, la mouche peut suivre une odeur longtemps après qu’elle a disparu.
Une découverte fascinante
Les scientifiques ont découvert que le cerveau de la mouche à fruits utilise deux types de neurones pour former une mémoire directionnelle. Cette découverte, réalisée par une équipe de l’Université de New York, pourrait ouvrir de nouvelles perspectives pour comprendre la mémoire humaine. Le mécanisme repose sur un réseau neuronal appelé « réseau attracteur divisé », qui permet à la mouche de conserver une mémoire directionnelle même après la disparition du stimulus sensoriel.
Le réseau attracteur divisé
Contrairement à un cycle de rétroaction continue, le cerveau de la mouche utilise un « réseau attracteur divisé » où le contenu et le timing de la mémoire restent séparés jusqu’à ce qu’une porte inhibitrice soit levée. Cela permet au cerveau de traiter efficacement les informations sans se perdre dans des répétitions infinies.
Lorsque la porte de communication s’ouvre, la mouche fixe sa direction vers l’odeur attrayante, lui permettant de se déplacer de manière ciblée même après la disparition de l’odeur. Cette découverte confirme expérimentalement un modèle théorique de longue date de la mémoire de travail, en utilisant la carte neuronale de la mouche comme pont entre la théorie computationnelle et le circuit physiologique.
Fonctionnement des cellules PFG et hΔK
Le cerveau de la mouche à fruits se compose d’environ 200 000 neurones, ce qui en fait un modèle idéal pour comprendre la logique des circuits neuronaux complexes. Dans des conditions normales, les cellules PFG reçoivent des informations directionnelles du système de boussole interne de la mouche, leur permettant de suivre leur orientation dans l’espace physique.
En revanche, les cellules hΔK contrôlent le timing de l’encodage de la mémoire. La plupart du temps, une porte inhibitrice empêche la communication entre les cellules PFG et hΔK, maintenant le système exempt de données inutiles. Lorsqu’un stimulus olfactif arrive, la porte s’ouvre pour permettre l’échange de signaux électriques entre les cellules, fixant ainsi la direction de la mouche dans la mémoire.
Applications futures
La docteure Katherine Nagel et son équipe cherchent à explorer comment ce circuit fonctionne sur une période plus longue et à identifier les neurotransmetteurs responsables de l’ouverture et de la fermeture de la porte de communication. Comme la dynamique de l’attracteur est supposée être à la base de la mémoire de travail humaine, sa compréhension dans le cerveau de la mouche pourrait fournir une base pour comprendre comment les circuits exécutifs se détériorent dans des troubles tels que le TDAH, la schizophrénie et la démence.
Conclusion
Les découvertes de l’Université de New York représentent une avancée significative vers une compréhension plus approfondie de la mémoire de travail dans le cerveau. En étudiant la mouche à fruits, nous pouvons percer les secrets de la manière dont nos cerveaux conservent efficacement les informations sans consommer d’énergie inutile. Cette compréhension pourrait ouvrir de nouvelles voies pour traiter de nombreux troubles neurologiques chez l’homme.