Les `` cellules de soutien '' du cerveau jouent un rôle actif dans la mémoire et l'apprentissage
De nouvelles recherches fournissent des preuves supplémentaires que les cellules gliales font plus que soutenir et nourrir les neurones, qui étaient traditionnellement les cellules responsables du fonctionnement du cerveau.
Il semble que les cellules gliales appelées astrocytes - ainsi appelées parce qu'elles ont la même forme que les étoiles - jouent un rôle actif dans la mémoire et l'apprentissage.
C'est selon une nouvelle étude de l'Université de Californie (UC), Riverside.
L'équipe a découvert que les astrocytes - qui dépassent largement le nombre de neurones - peuvent gérer l'espace limité dans l'hippocampe du cerveau en élaguant les synapses indésirables ou les connexions entre les neurones.
L'hippocampe est une partie petite mais cruciale du cerveau qui est importante pour la mémoire et l'apprentissage.
Dans un article qui est maintenant publié dans le Journal des neurosciences, les chercheurs décrivent comment ils ont exploré les mécanismes par lesquels les astrocytes régulent «le remodelage du circuit hippocampique pendant l'apprentissage».
Ils ont constaté que lorsque les astrocytes produisent trop d'une protéine appelée éphrine-B1, cela provoque des problèmes de mémoire chez la souris.
Comme l'explique l'auteur principal de l'étude Iryna M. Ethell, qui est professeur de sciences biomédicales à l'École de médecine de l'UC Riverside, «[O] verproduction de cette protéine dans les astrocytes peut conduire à une altération de la rétention de la mémoire contextuelle et de la capacité de naviguer dans l'espace. . »
Neurones, cellules gliales et synapses
Il existe deux principaux types de cellules dans le cerveau et la moelle épinière: les neurones; et les cellules gliales plus abondantes, qui sont constituées de microglies, d'astrocytes et d'oligodendrocytes.
À l'origine, on pensait que les neurones étaient les unités de travail actives du cerveau et que le rôle des cellules gliales était de les soutenir et de les nourrir passivement.
Mais de plus en plus de recherches montrent que les cellules gliales sont loin d'être passives et jouent un rôle actif dans le développement du cerveau et du système nerveux.
Par exemple, nous savons que les astrocytes aident à réguler la génération et la fonction des synapses, ou les espaces entre l'extrémité d'un neurone et les autres neurones avec lesquels il communique.
La communication se fait au moyen de messagers chimiques, ou neurotransmetteurs, pour transporter des signaux à travers les synapses.
Les chercheurs notent que des études antérieures ont lié des interactions anormales entre les astrocytes et les neurones à des troubles du développement et dégénératifs du cerveau.
Certaines de ces études ont également montré que les interactions anormales sont liées à des troubles de la mémoire et de l'apprentissage. Cependant, ils n'ont pas identifié les mécanismes sous-jacents.
Suite à leurs propres découvertes, le professeur Ethell dit qu'elle et ses collègues pensent que «les astrocytes exprimant trop d'éphrine-B1 peuvent attaquer les neurones et éliminer les synapses».
Ce type de «perte de synapse» a été observé dans la maladie d'Alzheimer, la sclérose latérale amyotrophique et d'autres maladies neurodégénératives.
Les astrocytes éliminent les synapses
Les chercheurs ont commencé à étudier l'interaction entre les cellules gliales et les neurones en examinant l'effet des astrocytes sur les neurones de souris en laboratoire. Ils ont découvert que lorsqu'ils ajoutaient des astrocytes qui produisent trop d'éphrine-B1 aux neurones, ils «mangeaient» les synapses.
L'élimination des synapses dans le cerveau modifie la mémoire et les circuits d'apprentissage, de sorte que cette découverte suggère que les interactions entre les cellules gliales et les neurones sont susceptibles d'influencer la mémoire et l'apprentissage.
Afin d'explorer cela plus avant, les scientifiques ont étudié l'effet sur des souris vivantes. Lorsqu'ils ont augmenté les niveaux d'éphrine-B1 des animaux, ils ont constaté que les animaux ne pouvaient pas se souvenir des comportements qu'ils venaient d'apprendre.
Il se pourrait que «la surproduction d'éphrine-B1 puisse être un nouveau mécanisme par lequel les synapses indésirables sont éliminées dans le cerveau sain», spécule le professeur Ethell.
Cette idée est étayée par le fait qu'une augmentation de la production d'éphrine-B1 par les astrocytes est souvent observée dans les traumatismes crâniens.
Mais «l'élimination excessive» des synapses peut causer des problèmes et conduire à une neurodégénérescence, poursuit le professeur Ethell.
Oublier est nécessaire pour apprendre
Dans l'hippocampe - la partie du cerveau qui est principalement concernée par la mémoire - de nouvelles synapses se forment à mesure que nous apprenons de nouvelles choses.
Et, dit le professeur Ethell, en raison de l'espace limité dans cette petite région, il est nécessaire d'éliminer certaines connexions indésirables pour faire de la place pour de nouvelles au fur et à mesure que de nouveaux souvenirs se forment.
L'équilibre entre la fabrication de nouvelles synapses et l'élimination des synapses indésirables est maintenu par des augmentations et des diminutions de la production d'éphrine-B1 par les astrocytes.
«Pour apprendre», affirme le professeur Ethell, «nous devons d'abord oublier.» Elle et ses collègues poursuivent leur enquête sur les cellules gliales et souhaitent découvrir pourquoi seuls certains astrocytes, et pas tous, retirent des synapses.
«Ce que nous savons avec certitude, c'est que cibler uniquement les neurones pour l'étude est inefficace. Ce sont aussi les cellules gliales qui ont besoin de notre attention. "
Prof. Iryna M. Ethell
