La pratique répétitive améliore la mémoire de travail et modifie les voies cérébrales

Une nouvelle étude de UCLA Health révèle que la pratique répétée contribue non seulement à améliorer les compétences, mais entraîne également des changements significatifs dans les voies de mémoire du cerveau.

L'étude, publiée dans Nature et menée en collaboration avec l'Université Rockefeller, cherchait à révéler comment la capacité du cerveau à stocker et à traiter des informations, connue sous le nom de mémoire de travail, s'améliore par la formation.

Pour tester cela, les chercheurs ont demandé à des souris d'identifier et de mémoriser une séquence d'odeurs pendant deux semaines. Les chercheurs ont suivi l'activité neuronale des animaux pendant qu'ils effectuaient la tâche, à l'aide d'un nouveau microscope sur mesure pour imager simultanément l'activité cellulaire de jusqu'à 73 000 neurones dans tout le cortex cérébral.

L'étude a révélé des transformations dans les circuits de la mémoire de travail situés dans le cortex moteur secondaire lorsque les souris répétaient la tâche au fil du temps. Lorsque les souris ont commencé à apprendre la tâche, les représentations de la mémoire étaient instables. Cependant, après une pratique répétée de cette tâche, les schémas de mémoire ont commencé à se stabiliser ou à « se cristalliser », a déclaré le Dr Payman Golshani, auteur principal de l'étude et neurologue à l'UCLA Health.

Effet de l'inhibition optogénétique sur l'exécution des tâches de mémoire de travail (MW).
un. Configuration expérimentale.
b. Types d'essais dans la tâche WM d'association retardée ; le léchage a été évalué pendant une période de choix de 3 secondes, avec des périodes de retard précoce et tardive marquées.
c. Progression de l'apprentissage sur huit séances, mesurée par le pourcentage de réponses correctes.
d. Exemple de séance d'entraînement, avec des licks marqués.
e. Effet de la photoinhibition sur l'exécution des tâches à différentes époques (quatrième seconde de la période de retard, P = 0,009 ; cinquième seconde de la période de retard, P = 0,005 ; deuxième odeur, P = 0,0004 ; première seconde de la période de choix, P = 0,0001). L'analyse statistique a été réalisée à l'aide de tests t appariés.
F. La photoinhibition de M2 dans les 2 dernières secondes de la période de retard au cours des 7 premiers jours d'entraînement altère l'exécution des tâches. N = 4 (souris exprimant stGtACR2) et n = 4 (souris exprimant mCherry). Les valeurs P déterminées à l'aide de tests t à deux échantillons pour les sessions 1 à 10 étaient les suivantes : P1 = 0,8425, P2 = 0,4610, P3 = 0,6904, P4 = 0,0724, P5 = 0,0463, P6 = 0,0146, P7 = 0,0161, P8 = 0,7065, P9 = 0,6530 et P10 = 0,7955. Pour c, e et f, les données sont présentées sous forme de moyenne ± sem. NS, non significatif ; *P ≤ 0,05, **P ≤ 0,01, ***P ≤ 0,001, ****P ≤ 0,0001.
Source : Nature (2024). DOI : 10.1038/s41586-024-07425-w

« Si vous imaginez que chaque neurone du cerveau sonnait comme une note différente, la mélodie générée par le cerveau lors de l'exécution d'une tâche variait de jour en jour, mais devenait ensuite de plus en plus raffinée et similaire à mesure que les animaux continuaient à pratiquer la tâche. ", a déclaré Golshani.

Ces changements donnent un aperçu de la raison pour laquelle les performances deviennent plus précises et automatiques après une pratique répétée.

"Cette découverte fait non seulement progresser notre compréhension de l'apprentissage et de la mémoire, mais a également des implications pour résoudre les problèmes associés aux troubles de la mémoire", a déclaré Golshani.

Le travail a été réalisé par le Dr Arash Bellafard, un scientifique du projet UCLA, en étroite collaboration avec le groupe du Dr Alipasha Vaziri de l'Université Rockefeller.