En observant les mécanismes du cerveau de l'abeille avec des outils d'imagerie médicale, les scientifiques espèrent comprendre comment fonctionne la mémoire humaine.
Le minuscule cerveau de l'abeille ne mesure qu'un millimètre cube. Il maîtrise pourtant la navigation, la communication et l'apprentissage. Comment y parvient-il ? La question obsède les neuroscientifiques, convaincus que ce modèle animal peut apporter des contributions décisives à la compréhension de certains principes fondamentaux de la cognition humaine.
« Lorsque les animaux et les humains apprennent, les circuits neuronaux du cerveau changent et établissent ainsi une trace mnésique, c'est-à-dire une trace de la mémorisation. Cela permet à l'individu de mieux maîtriser son comportement dans l'avenir, explique le professeur Randolf Menzel, directeur de l'Institut de neurobiologie de l'Université libre de Berlin, qui a été plusieurs fois récompensé pour ses travaux sur les mécanismes de la mémoire. La difficulté que nous avons à identifier les zones de mémoire dans le quadrillage de plusieurs milliers de neurones tient au fait que les neurones impliqués dans l'apprentissage ne peuvent pas être directement observés quand ils créent cette trace. »
D'où l'intérêt de travailler sur le cerveau de l'abeille qui dispose d'un système nerveux relativement simple mais très efficace : elle identifie des points de repère pour naviguer sur son territoire, associe les odeurs, les couleurs, les formes et les emplacements des fleurs qui offrent du nectar et du pollen, échange avec ses congénères pour indiquer la direction et la distance de ses trouvailles.
Son comportement d'apprentissage est remarquablement élaboré car elle sait généraliser des modèles visuels (par exemple, la symétrie ou l'asymétrie) sur la base de caractéristiques communes, et ajuster ses décisions en fonction de signaux perçus ou de la situation dans laquelle elle se trouve.
Le chercheur a observé le cerveau de l'insecte en fonctionnement avec un appareil d'imagerie. « Nous stimulons l'abeille par une odeur, explique-t-il. Puis nous observons, grâce à un colorant qui se fixe au calcium libéré à l'intérieur des neurones lorsqu'ils sont activés, quels sont ceux qui sont excités et comment cette excitation évolue en fonction de l'apprentissage ».
Randolf Menzel a pu ainsi tracer le parcours de la mémoire : les antennes reçoivent les stimuli, puis 5 à 7 neurones (sur 950.000 que contient le cerveau de l'abeille) s'activent pour diriger l'information vers une zone précise du lobe antennaire, appelé le corps champignon.
« Cette zone minuscule, qui contient moins de 160.000 cellules nerveuses, renferme tous les secrets de la mémoire », explique le chercheur. Pour tenter de comprendre ce qu'il s'y passe et en tirer un schéma d'excitation du cerveau pendant l'encodage, il s'est intéressé à l'activité d'un neurone de cette zone.
«Nous avons constaté que les phases de la mémoire sont directement liées à des chaînes de réaction spécifique de molécules de signal dans les neurones impliqués dans la création de cette mémoire. Certaines enzymes (les protéines kinases) jouent un rôle clef dans ce processus : leur activation provoque une modification fonctionnelle dans les molécules existantes et plus tard la synthèse de nouvelles protéines, créant ainsi de nouvelles structures. »
Conclusion du chercheur : le contenu de la mémoire n'est pas stocké dans des molécules spéciales, comme certains scientifiques le suggèrent, mais retenu dans le schéma de changement des circuits créés par des molécules communes.
Ven 23 Oct - 9:43