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        Comment les souvenirs sont-ils encodés dans le cerveau ? Comment les différentes formes de mémoire interagissent elles entre elles?
    Les neurobiologistes qui étudient la mémoire essaient de définir les liens qui relient les différents niveaux d’organisation du système nerveux, à commencer par les molécules puis les cellules, les circuits neuronaux, et enfin le cerveau pris dans sa globalité.   
    Ils utilisent des outils de génétique, mais évidemment sur des animaux de laboratoire, et au départ sur des mouches drosophiles, car leur cerveau est simple et elles se reproduisent vite et on peut donc étudier plus facilement leur génétique.
    Des études ont lieu également sur « l’aplysie », qui est un escargot de mer hermaphrodite, car son génome et son cerveau assez simple, sont bien connus.
    Sur des souris ensuite car ce sont des mammifères et n peut étudier leur comportement suite à des mémorisations, tout en ayant là aussi des temps de reproduction courts.

    J’ai lu un compte rendu d’une étude faite sur des souris par des neurobiologistes d’Heidelberg : ils ont injecté dans leur cerveau un virus, porteur d’un gêne particulier, qui modifie les séquences d’ADN codant la production de deux protéines, qui agissent sur la force des connexions neuronales.
    Agissant sur l’hippocampe, ces protéines augmentent la plasticité neuronale et les neurones augment leur capacité à former des souvenirs.
    Ils ont montré que les souris qui avaient une mémoire en diminution retrouvaient de meilleures capacités et que les vieilles souris se comportaient aussi bien que des jeunes dans les test de labyrinthe ou de recherche d’un objet.
    Au contraire les jeunes souris, auxquelles on injecte un virus qui entraîne au contraire le modification inverse en diminuant la synthèse des protéines en cause, montrent des mémorisations fortement diminuées.
    Les chercheurs envisagent d’étudier si ce procédé pourrait être utilisé pour soigner la maladie d’Alzeimer.

    Ces modifications d’ADN (on appelle cela « l’épigénétique »), sont souvent dues à une réaction chimique sur les bases puriques (les barreaux de l’échelle hélicoïdale ADN), notamment sur les adénines et les cytosines, qui sont alors « méthylées », c’est à dire qu’un groupe -CH3 est rajouté dans leur structure.
    Les groupes « méthyle » agissent dans l’ADN comme des marqueurs ou des interrupteurs,qui interviennent dans la réplication des cellules d’une part (et donc d’éventuelles mutation si leur place est modifiée), et surtout dans la transcription de ADN, en ARN, puis en acides aminés et enfin en protéines, qui conditionnent toute la chimie biologique.
    Dans les chromosomes, l'ADN est enroulé autour de protéines, les histones, et forme ainsi un filament plus ou moins resserré, la chromatine. Là où ce conditionnement est lâche, les gènes sont accessibles aux protéines qui activent leur expression, les facteurs de transcription ; en revanche, là où l'ADN est très resserré, la transcription ne peut pas se faire. Les groupes méthyl agissent sur cet enroulement, et notamment aux endroit où il y aura désenroulement et donc expression des gênes, création d’ARN, d’acides aminés et de protéines (voir mes articles des 3,4,5,6 juillet 2010)
    Une faible méthylation favorise en général les transcriptions, alors qu’une forte méthylation les bloque.
    La méthylation de l'ADN agit comme un "patron" qui conditionne l'expression des gènes dans chaque cellule et qui est programmé et imprimé dans les différentes cellules au cours du développement de l’embryon. Des influences internes et externes, ou provoquées par des agents extérieurs comme les virus, des réactions psychologiques agissant sur la chimie du cerveau, entraînent des modifications de ce « patron génétique », lesquelles peuvent ensuite ne pas avoir d’action (on dit alors que les gênes en cause ne « s’expriment pas »), ou au contraire provoquer des mutations épigénétiques aux conséquences plus ou moins importantes, dues à « l’expression des gênes » (c’est à dire qu’ils modifient par exemple la synthèse de protéines). Des maladies génétiques peuvent ainsi apparaître brusquement.

    Les modifications épigénétiques peuvent avoir des causes très diverse : la nourriture, la maladie, les changements hormonaux de la puberté, ou des traumatismes divers.
    Des études ont montré que la nutrition pouvait ainsi avoir une influence sur l’apparition du diabète. On a aussi montré que des famines pouvaient entraîner des carences et des modifications génétiques, qui pouvaient se transmettre aux descendants.
    D’autres études ont démontré l’existence d’un lien physiologique entre les abus sexuels, physiques ou psychologiques subis durant l’enfance et une pathologie mentale observée à l’âge adulte. De même pour de mauvais traitement infligés régulièrement à des enfants.
    Il semblerait qu’à l’inverse certains gènes pourraient être à l’origine d’un effacement progressif des mauvais souvenirs.

    Dans le cerveau ont lieu de nombreuses réactions provoquées par des neurotransmetteurs, qui agissent sur des récepteurs particuliers, lesquels peuvent être soumis à des activations ou des blocages d’autres neurotransmetteurs.
    La synthèse des molécules qui interviennent à chaque étape, est soumise à un ou plusieurs gènes, et donc nos fonctions cognitives et notre comportement, de même que notre santé, sont tributaire de l’expression permanente de gènes.
    C’est un énorme domaine de recherche biologique extrêmement important et malheureusement les recherches n’y sont pas assez nombreuses, faute de crédits.
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