Prix Nobel : les bases neuronales de la mémoire spatiale

Le prix Nobel de médecine 2014 récompense l’Anglo-Américain John O’Keefe, de l’University College de Londres, et les Norvégiens May-Britt et Edvard Moser, de l’Université de Trondheim, pour leurs travaux sur les structures neuroanatomiques impliquées dans l’orientation spatiale. En 1971, John O’Keefe a découvert que les cellules de l’hippocampe restent activées quand un rat se trouve à un certain endroit d’une pièce ou d’un labyrinthe. Lorsque l’animal se trouve en un autre lieu, d’autres cellules nerveuses sont spécifiquement activées. O’Keefe en déduit que ces « cellules de lieu » permettent au cerveau de réaliser une cartographie de l’espace dans lequel évolue l’animal. Par ailleurs, des lésions de cette zone cérébrale se traduisent chez l’animal par des signes de désorientation spatiale. L’hippocampe peut désormais être considéré comme le support neuronal de la mémoire spatiale. En 2005, May-Britt et Edvard Moser identifient, toujours chez le rat, un autre élément clé de ce système d’orientation spatiale : des cellules qu’ils nomment « cellules de grille » : situées dans une zone du cerveau proche de l’hippocampe, le cortex entorhinal, ces cellules spécialisées constituent un système coordonné permettant la navigation dans l’espace, divisé selon une grille hexagonale. Cette organisation mise en évidence chez le rat a son équivalent chez l’homme, résume Sandrine Cabut, du Monde. « Ce système de positionnement et de navigation est l’une des fonctions cérébrales les plus complexes, puisqu’il fait recours à la fois à des informations multi-sensorielles (visuelles, vestibulaires, tactiles…), à la mémoire et au mouvement. Pour simplifier, il nécessite de construire un plan intérieur de l’environnement qui nous entoure, ainsi que d’avoir un “sens de l’emplacement” », ajoute Science et vie. Le comité Nobel souligne : « chez les personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer, l’hippocampe et le cortex entorhinal sont fréquemment affectés à un stade précoce : ces personnes se perdent souvent et ne peuvent plus reconnaître leur environnement. La connaissance de ce système de positionnement cérébral peut donc nous aider à comprendre le mécanisme sous-jacent de la perte dévastatrice de la mémoire spatiale qui affecte ces personnes malades. La découverte de ce système de positionnement cérébral représente un changement de paradigme dans notre compréhension du fonctionnement coordonné d’ensembles de cellules spécialisées pour l’exécution de fonctions cognitives supérieures. Ces travaux ont ouvert de nouvelles pistes pour comprendre d’autres processus cognitifs, tels que la mémoire, la pensée et la planification. »

www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2014/press.html, 6 octobre 2014.

www.lemonde.fr, 6 octobre 2014. www.science-et-vie.com, 8 octobre 2014. Articles princeps : O’Keefe J et Dostrovsky J. The hippocampus as a spatial map. Preliminary evidence from unit activity in the freely-moving rat. Brain Res 1971 ; 34(1): 171-175. Novembre 1971.  www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/5124915. Hafting T, Fyhn M, Molden S, Moser MB, Moser EI. Microstructure of a spatial map in the entorhinal cortex. Nature 2005 11; 436(7052): 801-806. Juin 2005. www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15965463.