Deux nouvelles études renforcent l’idée que le sommeil est indispensable pour la mémoire. Grâce à des recherches faites chez la drosophile (plus communément appelée la mouche du vinaigre), les chercheurs ont montré que ces mouches avaient besoin de dormir pour apprendre.
Le rôle exact du sommeil reste encore un mystère. L’hypothèse de plus en plus admise est qu’il sert à apprendre et retenir. Selon la théorie dite de l’homéostasie synaptique, le sommeil est important car il permet aux neurones de relaxer les connexions établies au cours de la journée quand le cerveau en éveil apprend et s’adapte à un environnement toujours changeant. Cet apprentissage renforce les connexions entre neurones appelées synapses mais ce processus ne peut se poursuivre indéfiniment car il consomme de l’énergie, de l’espace et d’autres ressources cérébrales. Deux nouvelles études chez la mouche du vinaigre viennent étayer cette hypothèse.
Dans une première étude1, les chercheurs se sont penchés sur trois groupes de neurones et ils ont trouvé que dans tous les cas la taille et le nombre des synapses augmentaient après quelques heures d’éveil mais diminuaient seulement si les mouches pouvaient dormir. Des mouches habituées à vivre dans des tubes, lorsque mis dans une grande enceinte éclairée où les insectes pouvaient explorer et interagir avec les autres menait à une croissance plus forte des synapses et à un besoin accru de sommeil. Les auteurs montrent aussi que le gène Fmr1, essentiel pour le développement cognitif et à l’origine du syndrome de l’X fragile2 lorsqu’il est muté, joue un rôle important dans la relaxation synaptique qui se produit au cours du sommeil.
Dans une étude distincte3, les chercheurs ont réussi à créer des mouches qu’ils peuvent faire dormir sur demande en augmentant la température ambiante. Les chercheurs ont ainsi pu montrer que le sommeil chez les mouches permet de créer une mémoire à long terme. Les chercheurs ont mis des mouches mâles en présence d’autres mouches mâles sécrétant des phéromones femelles. Ces mouches pratiquaient pendant des heures leur rituel d’accouplement sans résultat. Lorsque ces mouches furent mises en présence des mâles sécrétant les phéromones, les insectes ont recommencé leur rituel d’accouplement sans aucune mémoire des premières tentatives infructueuses. Mais lorsque les chercheurs obligèrent les mouches à dormir après les premières tentatives infructueuses, elles étaient capable de se souvenir.
Vidéo de l’expérience
Dans la vidéo ci-dessous, les mouches à droite expriment un transgène qui les poussent à s’endormir quand la température est élevée. A gauche des mouches servant de contrôle (Crédit Blake Sakran, Kevin Li & Paul Shaw).
En conclusion, nous pouvons dire que le sommeil est nécessaire non seulement pour être capable d’apprendre le jour suivant grâce au phénomène de relaxation synaptique mais il est également nécessaire pour créer la mémoire à long terme.
Notes et références
- Daniel Bushey, Giulio Tononi, Chiara Cirelli. Sleep and Synaptic Homeostasis: Structural Evidence in Drosophila. Science. [↑]
- Le syndrome de l’X fragile est caractérisé par un retard mental qui se manifeste par des difficultés d’apprentissage et des troubles du comportement. Le syndrome de l’X fragile touche les garçons, mais aussi une minorité de filles. [↑]
- Jeffrey M. Donlea, Matthew S. Thimgan, Yasuko Suzuki, Laura Gottschalk, Paul J. Shaw. Inducing Sleep by Remote Control Facilitates Memory Consolidation in Drosophila. Science. [↑]