La Mémoire Humaine

a)   Bibliographie

- Science et avenir (septembre 2007)

- Science et vie (septembre 2003)

- le Nouvel observateur (18 décembre 2003)

- Les dossiers de la recherche -la mémoire : comment notre cerveau apprend, se                 souvient et oublie (février-avril 2003)

- Neurologie (édition 2005, éditeur Masson)

- Larousse médical (édition 2006)

- Biologie et physiologie humaine (septembre 1998, éditeur Vuibert)

- Dictionnaire Le petit Robert

- SVT première S (édition 2007, éditeur bordas)

- Objectif bac première S

b) Sitographie

-          www.wikipedia.fr

-          www.prevention.ch/lamemoire.htm

-          www.vetopsy.fr

-          www.linternaute.com/science/biologie/dossier/06/0608-memoire/7.shtml

-          lecerveau.mcgill.ca

-          tecfa.unige.ch

-          www.doctissimo.fr

-          www.arte.fr

-          Fr.youtube.com

-          www.lapsylor-etic.univ-metz.fr

-          www.neurologies.net

-          www.vulgaris-medical.com

*Administrateur central : (ou système exécutif ou nerveux central) dans le modèle de Baddeley (1986), système de la mémoire de travail dont le rôle est le contrôle de l'attention et la coordination de deux systèmes esclaves (boucle phonologique et calepin visuo-spatial).

*Autorécepteur : c’est un récepteur pré-synaptique  du neuromédiateur de la synapse.

*Boucle phonologique : elle peut être considérée comme une répétition subvocale. Il y a donc rafraîchissement constant de l’information à disposition de la mémoire de travail. On utilise la boucle phonologique pour, par exemple, garder en tête un numéro de téléphone : on le répète dans la tête.

*Calepin visuo-spatial : il participe a la manipulation des images mental, des informations visuelles et spatiales.

*Canal calcium : canal ionique permettant l’entrée dans la cellule de l’ion Calcium, messager intracellulaire extrêmement important dans les cellules.

Cervelet : Le cervelet est le centre nerveux chargé de la coordination des mouvements. C'est la deuxième plus grosse structure de l'encéphale après le cortex.

*Connexine : c’est une protéine qui constitue des jonctions intercellulaires mettant en relation le cytoplasme de deux cellules voisines.

Corps striés : ensemble de systèmes sous-corticaux qui, avec le cervelet, commandent notre vie motrice.

Cortex : écorce enveloppant le cerveau et composée de myriades de neurones. Le cortex humain est si grand qu'il forme des plis, les circonvolutions, et des "canyons", les scissures, qui permettent de cartographier le cerveau.

Empan spatial : l'épreuve de Corsi (1972) est un exemple de tâche d'empan spatial. On présente au sujet 9 cubes que l'expérimentateur pointe selon des séries de plus en plus longues (de 2 à 8 positions). La tâche du sujet est de reproduire immédiatement le pointage dans le même ordre ou l'ordre inverse. Après deux échecs sur une série de même niveau, on arrête le test.

Empan verbal : les tâches d'empan verbal consistent à présenter des listes croissantes de chiffres ou de mots que le sujet doit rappeler dans l'ordre. L'empan est le nombre maximum d'éléments que le sujet peut rappeler immédiatement.

*Exocytose : processus au cours duquel les substances contenues dans le cytoplasme d’une cellule sont enveloppées par la membrane de cette cellule pour ensuite être rejetées vers l’extérieur.

Hippocampe : structure du cerveau basal dont la destruction provoque l'incapacité quasi totale de mémoriser des informations nouvelles (mots, visages, images).

*Mnésique : relatif à la mémoire.

*Neocortex : zone du cerveau qui correspond aux couches les plus externes des hémisphères cérébraux.

Neurone : cellule spécialisée ayant des prolongements d'entrée (les dendrites) et de sortie (l'axone) qui permettent de communiquer à distance avec d'autres neurones ou cellules.

*Neurotransmetteur : messager chimique responsable de la transmission de l’information au niveau des synapses entre neurone.

*Olfaction : sens de l’odorat.

*PET scan : la tomographie par émission de positions (TEP) est une méthode d’imaginerie médicale nucléaire qui permet de mesurer en trois dimensions l’activité métabolique d’une organe grâce aux émissions produites par les positions issus de la désintégration d’un produit radioactif injecté au préalable (Position Emission Tomography : PET scan).

*Protubérance : excroissance d’un organe.

*Rétention : action de retenir, de conserver.

*Spatio-temporel : qui concerne à la fois l’espace et le temps.

*Stimuli : facteur qui déclenche la réaction d’un système physiologique ou psychologique.

*THC : Tétrahydrocannabinol, c’est le principal actif du cannabis.

La mémoire est un procédé très complexe. Celui-ci repose sur l’activité de notre cerveau, et est divisé en plusieurs étapes. Les informations envoyées à notre cerveau sont analysées et stockées par celui-ci. Or notre cerveau, bien qu’il ait pour ainsi dire la capacité de tout retenir de par sa grande performance, fait un tri dans les informations à retenir. En effet, selon différents critères, il analyse certaines informations, mais ne les stocke pas, et donc ne les retient pas. Certaines informations vont donc n’être retenues que très peu de temps (mécanisme de la mémoire à court terme) lorsqu’elles sont jugées inutiles par notre cerveau, alors que d’autres, au contraire, vont être traitées et stockées (mémoire à long terme) car jugée utiles. On retrouve notamment la mémorisation d’information lorsque celle-ci est associée à un stimulus sensoriel. Mais également, selon un critère des plus considérés dans le mécanisme de mémorisation, c’est-à-dire l’importance affective que l’on porte à l’information à analyser. Les informations stockées par celui-ci sont donc des informations considérées comme importantes et celle-ci ont été (et/ou sont encore) souvent répétées (par exemple la voix intérieure en ce qui concerne la retenue d’un numéro de téléphone, ou encore la répétition d’un geste notamment en ce qui concerne le fait de faire ses lacets). Les informations considérées inutiles, peuvent être analysées, mais ne sont pas retenues (exemple : vous êtes en pleine conversation et autour de vous il y a beaucoup de bruit, votre cerveau ne va pas pour autant s’intéresser aux conversations des autres personnes, vous allez juste entendre un brouhaha, mais pas analyser les paroles de chacune des  personnes, vous allez uniquement vous concentrer sur votre conversation). 

Proche de celui de la mémoire, le domaine de la pensée est au cœur de plusieurs types de recherches. Ainsi, on cherche à savoir interpréter et lire les pensées de certains individus, mais également, comme dans le cas de l’étude du système de mémorisation, à situer les zones actives du cerveau lorsque l’on pense. 

               Les neurones sont les cellules qui composent le système nerveux central*, le système nerveux humain comprend environ 100 milliards de neurones, ce sont des cellules qui mesurent de 6 à 140 micromètres. Ces derniers ont plusieurs rôles, tout d’abord un rôle de réception puis de traitement et enfin ils ont un rôle d’intégration et d’émissions des messages nerveux. Pour arriver à remplir ces rôles différents, le neurone a une structure particulière, il est constitué comme toutes les cellules d’un corps cellulaire, composé d’un noyau et d’un cytoplasme, il a ensuite deux sortes de prolongement les dendrites et l’axone. Pour que le neurone se « connecte » avec d’autres neurones (un neurone est reliée à plus de dix milles autres neurones), par la partie pré-synaptique du neurone (cela s’appelle les synapses).

1) Les dendrites et l’axone

Les dendrites sont très nombreuses (de 1 000 à 10 000 par neurone), elles sont courtes et ramifiées, elles peuvent être soit lisses ou soit avec des épines que l’on appelle épines dendritiques. Ces épines permettent la connexion avec d’autres neurones ou d’autres cellules de l’organisme (ex : cellules musculaires, ou sensorielles), ces connexions se font au niveau du neurone pré-synaptique. La dendrite conduit l’information jusqu’au corps cellulaire.

L’axone est une longue tige lisse qui peut atteindre plusieurs décimètres, il y a un axone pour un neurone, il se termine avec l’élément pré-synaptique. L’axone a pour mission de transmettre des messages à l’organisme (douleur, mouvement à exécuter,…), ces transmissions se font sous forme de signaux électriques.                                                                              

2) Les synapses

Le terme synapse est proposé par Sherrington en 1897, ce terme désigne la zone de contact entre deux neurones (il y a de 1 à 100 000 synapses par neurones). C’est au niveau des synapses que s’effectue la transmission de l’information d’une cellule à une autre, il existe deux genres de synapses :

-Les synapses chimiques qui sont quasiment exclusives chez les êtres humains. Cette synapse transmet un message nerveux d’un neurone à l’autre en utilisant un neurotransmetteur*. La synapse chimique est composée d’un élément pré-synaptique, d’une fente synaptique et de l’élément post-synaptique (partie du neurone qui reçoit l’information), cette transmission ce fait dans un délai d’environ 5 ms.

Comme nous le montre le schéma, les neurotransmetteurs sont libérés par l’élément pré-synaptique du neurone émetteur, ceux-ci passent ensuite par la fente synaptique avant d’arriver à l’élément post-synaptique du neurone récepteur.

-Les synapses électriques sont, quant à elles, des synapses qui concernent surtout les invertébrés et les systèmes nerveux humains immatures (même si à l’âge adulte ces synapses sont remplacées par les synapses chimiques, on les retrouve tout de même dans certains types de tissus non nerveux comme le muscle cardiaque). La différence avec la synapse chimique est que la synapse électrique n’a pas de neurotransmetteur, les ions se transmettent donc d’une cellule à l’autre directement, on a donc une plus grande rapidité de transmission, avec ce type de synapses on a une conduction électrique automatique ce qui entraîne des excitations rythmiques et automatiques (ex : le muscle cardiaque).

- La structure de l’hippocampe

L'hippocampe (ou corne d'Ammon) est une structure bilatérale et symétrique, faisant partie du système limbique. L’hippocampe a une forme qui nous rappelle l’hippocampe marin. C’est une partie du cortex situé dans le repli interne du lobe temporal.

- Sa fonction

Toutes les informations décodées dans les différentes aires sensorielles du cortex convergent vers l'hippocampe qui les retourne ensuite d'où elles viennent. C'est un peu comme un centre de tri qui comparerait ces sensations nouvelles avec celles déjà enregistrées. Ce serait lui qui déciderait ou non de stocker les informations dans la mémoire à long terme. L’hippocampe crée aussi des liens entre les différentes caractéristiques d'une chose. La répétition correspond donc à de multiples passages dans l'hippocampe. Celle-ci va renforcer les liens entre ces nouveaux éléments, si bien qu'au bout d'un certain temps, son travail ne sera plus nécessaire : le cortex aura appris à lier lui-même ces différentes caractéristiques pour en faire ce qu'on appelle un souvenir. Bien que l'hippocampe soit une structure cérébrale essentielle pour le bon fonctionnement de la mémoire à long terme, puisqu’il est l’intermédiaire entre la mémoire à court terme et la mémoire à long terme,

- Les pathologies de l’hippocampe

Il existe trois différents types de pathologies touchant l’hippocampe :

- la maladie d’Alzheimer ;

- le stress chronique ;

- le manque de sommeil.

L’hippocampe peut également être affecté par l’usage de différentes substances tels que l’alcool et le cannabis. Mais aussi par des infections à répétition par picornaviridae, causé par  des rhumes et certaines gastro-entérites.

- Une étude américaine du Colorado Health Sciences Center a cherché à savoir si la consommation excessive d’alcool a un effet sur l’hippocampe. Utilisant l’imagerie à résonance magnétique (IRM), ils ont constaté que l’hippocampe des alcooliques sévères est moins volumineux. Cette découverte pourrait expliquer le déficit cognitif et les problèmes de mémoire souvent observés chez ces derniers.

- Des universitaires américains ont découvert que le cannabis perturbe les processus de mémorisation du cerveau en désorganisant le fonctionnement électrique de l’hippocampe. Le cannabis aux doses usuellement présentes chez ses consommateurs supprime les oscillations électriques, essentielles dans le processus d’apprentissage et de mémorisation. Les processus cognitifs sont désorganisés. Selon le professeur Jean Constantin, la principale substance active dans le cannabis, le THC*, bloque aussi la libération d’un neurotransmetteur important dans l’hippocampe, l’acétylcholine, affectant le fonctionnement électrophysiologique du cerveau.

- Selon le professeur Carles Howe qui a mené ses recherches sur des souris, les infections à répétition par picornaviridae auraient une action destructrice sur les cellules de l’hippocampe, à tel point que des infections à répétition par picornavirus pourraient entamer le capital cognitif d’un individu.

● Le fornix :

Le fornix sert de connexion entre l’hippocampe et les corps mamillaires. Il a pour rôle de transmettre les messages sensoriels.

● L’amygdale :

L’amygdale est une structure en forme d’amande qui est impliquée dans de nombreux processus émotionnels, en particulier dans l’apprentissage et la mémorisation des événements émotionnels significatifs. L’une de ses fonctions primaires est de lier la signification émotionnelle aux événements. L’amygdale est aussi impliquée dans la reconnaissance de l’émotion, particulièrement la peur. Par exemple, une étude utilisant la tomographie par émission de positions a montré que la présentation de visages exprimant la peur, à un individu, activait sa partie gauche de l’amygdale, plus que des visages neutres ou joyeux, ceci suggère que les humains ont développé des mécanismes particuliers pour détecter la peur chez autrui.

●Les corps mamillaires :

A ce jour très peu d’études portent sur le rôle des corps mamillaires. Cependant, au même titre que les amygdales cérébrales, on sait qu’ils jouent un rôle dans la mémorisation des événements émotionnellement significatifs.   

            ●Le septum :

Le septum a également un rôle au niveau de la maîtrise émotionnelle, mais en revanche n’a pas spécialement de rôle direct avec le processus de mémorisation.

            ●Le thalamus :

Il est constitué de 2 noyaux de matière grise, et sert de « relais » aux messages sensoriels. Il traite de façon élémentaire les perceptions (brillance, couleur, etc.) avant leur traitement plus précis au niveau du cortex.

Le système limbique est l’ensemble des zones du cerveau connues pour jouer un rôle dans l'olfaction*, la mémoire, l’apprentissage et la régulation des émotions. On sait que le système limbique exerce également une influence sur le système endocrinien (organes sécréteurs d'hormones). Les principaux organes qui le constituent sont le fornix, les corps mamillaires, l’amygdale, le septum, le thalamus et l’hippocampe. Toutes ces zones sont situées vers la base du cerveau.

La mémoire procédurale (ou mémoire implicite), impliquée dans le conditionnement, mémoire des savoirs faires et des gestes habituels, sollicite quant à  elle le cervelet (en vert sur le schéma).

La mémoire épisodique : étant la mémoire des événements de la vie, elle sollicite l’hippocampe puis la région préfrontale (voir schéma ci-dessus).

La mémoire sémantique : étant la mémoire de la connaissance du monde, elle active les régions frontale (en rose sur le schéma ci-dessous) et temporale (en jaune)                                                 

La mémoire à court terme (et donc également la mémoire de travail) faisant appel à des informations récentes voire immédiate sollicite une partie du lobe frontal, à savoir le lobe préfrontal (en mauve sur le schéma ci-dessous).