Le « code secret » que le cerveau utilise pour créer un type de mémoire clé a finalement été déchiffré.
Ce type de mémoire, appelée mémoire de travail, est ce qui permet aux gens de conserver et de manipuler temporairement des informations pendant de courtes périodes.
Vous utilisez la mémoire de travail, par exemple, lorsque vous recherchez un numéro de téléphone, puis que vous vous souvenez brièvement de la séquence de chiffres pour composer le numéro, ou lorsque vous demandez à un ami de vous indiquer le chemin d’un restaurant, puis que vous suivez les virages pendant que vous y conduisez. .
Le nouveau travail représente un “pas en avant fondamental” dans l’étude de la mémoire de travail, a déclaré Derek Nee, professeur adjoint de psychologie et de neurosciences à la Florida State University, à Live Science dans un e-mail.
Un processus critique
Pendant des décennies, les scientifiques se sont demandé comment et où le cerveau encode les souvenirs transitoires.
Une théorie suggère que la mémoire de travail repose sur des “entrepôts” spéciaux dans le cerveau, séparés de l’endroit où le cerveau gère les informations sensorielles entrantes des yeux ou du nez, par exemple, ou où des souvenirs à long terme – comme des souvenirs de qui vous avez assisté au bal avec, ou les connaissances fondamentales que vous avez apprises à l’école – sont stockées, a déclaré Nee, qui n’a pas participé à la nouvelle étude.
Une autre théorie opposée suggère qu ‘”il n’y a pas de tels entrepôts spéciaux”, a déclaré Nee à Live Science.
Dans cette théorie alternative, la mémoire de travail est essentiellement un phénomène émergent – un phénomène qui apparaît “lorsque les représentations sensorielles et motrices sont conservées alors que nous relions le passé au futur”, a déclaré Nee.
Selon cette théorie, les mêmes cellules cérébrales s’allument lorsque vous lisez un numéro de téléphone pour la première fois que lorsque vous parcourez ce numéro encore et encore dans la mémoire de travail.
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La nouvelle étude, publiée le 7 avril dans la revue Neuron, remet en question ces deux théories.
Plutôt que de refléter ce qui se passe pendant la perception ou de s’appuyer sur des entrepôts de mémoire spéciaux, la mémoire de travail semble opérer un pas en avant par rapport à la collecte d’informations sensorielles ; il extrait uniquement les informations sensorielles les plus pertinentes de l’environnement, puis résume ces informations dans un code relativement simple.
“Il y a des indices depuis des décennies que ce que nous stockons dans [working memory] pourrait être différent de ce que nous percevons », a déclaré l’auteur principal de l’étude Clayton Curtis, professeur de psychologie et de sciences neurales à l’Université de New York (NYU), à Live Science dans un e-mail.
Pour résoudre les mystères de la mémoire de travail, Curtis et le co-auteur Yuna Kwak, doctorant à NYU, ont utilisé une technique de balayage du cerveau appelée imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf), qui mesure les changements du flux sanguin vers différentes parties du cerveau. Les cellules cérébrales actives ont besoin de plus d’énergie et d’oxygène, donc l’IRMf fournit une mesure indirecte de l’activité des cellules cérébrales.
L’équipe a utilisé cette technique pour scanner le cerveau de neuf volontaires pendant qu’ils exécutaient une tâche qui engageait leur mémoire de travail ; les deux auteurs de l’étude ont également terminé la tâche et ont contribué à l’étude par des scintigraphies cérébrales.
Dans l’un des essais, les participants ont visualisé un cercle composé de grilles, ou de barres obliques, sur un écran pendant environ quatre secondes ; le graphique a ensuite disparu, et 12 secondes plus tard, les participants ont été invités à se rappeler l’angle des barres obliques.
Dans d’autres essais, les participants ont vu un nuage de points mobiles qui se déplaçaient tous dans la même direction, et on leur a demandé de se rappeler l’angle exact du mouvement du nuage de points.
“Nous avons prédit que les participants recoderaient le stimulus complexe” – le réseau incliné ou les points mobiles – “en quelque chose de plus simple et pertinent pour la tâche à accomplir”, a déclaré Curtis à Live Science.
On a seulement demandé aux participants de prêter attention à l’orientation des barres obliques ou à l’angle du mouvement du nuage de points, de sorte que les chercheurs ont émis l’hypothèse que leur activité cérébrale ne refléterait que ces attributs spécifiques des graphiques.
Et lorsque l’équipe a analysé les données du scanner cérébral, c’est exactement ce qu’ils ont trouvé.
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Les chercheurs ont utilisé la modélisation informatique pour visualiser l’activité cérébrale complexe, créant une sorte de carte topographique représentant les pics et les creux d’activité dans différents groupes de cellules cérébrales.
Les cellules cérébrales qui traitent les données visuelles ont un “champ récepteur” spécifique, ce qui signifie qu’elles s’activent en réponse à des stimuli qui apparaissent dans une zone particulière du champ visuel d’une personne.
L’équipe a pris en compte ces champs réceptifs dans leurs modèles, ce qui les a aidés à comprendre comment l’activité cérébrale des participants était liée à ce qu’ils avaient observé à l’écran pendant la tâche de mémoire.
Cette analyse a révélé qu’au lieu d’encoder tous les détails fins de chaque graphique, le cerveau stockait uniquement les informations pertinentes nécessaires à la tâche à accomplir.
Vu sur les cartes topographiques, l’activité cérébrale utilisée pour coder ces informations ressemblait à une simple ligne droite.
L’angle de la ligne correspondrait à l’orientation des grilles ou à l’angle du mouvement du nuage de points, selon le graphique présenté aux participants.
Ces schémas d’activité cérébrale en forme de ligne sont apparus dans le cortex visuel, où le cerveau reçoit et traite les informations visuelles, et dans le cortex pariétal, une région clé pour le traitement et le stockage de la mémoire.
Ce qui est crucial, ce n’est pas que le cerveau se soit contenté d’utiliser des lignes pour représenter les images.
“C’est le fait que la représentation a été abstraite des grilles [or] mouvement vers quelque chose de différent », a déclaré Nee.
L’une des limites de l’étude est que l’équipe a utilisé des graphiques très simplistes, qui ne reflètent pas nécessairement la complexité visuelle du monde réel, a noté Nee.
Cette limitation s’étend à de nombreuses études sur la mémoire de travail, et Nee a déclaré qu’il utilise des graphiques simples similaires dans ses propres recherches.
“Le domaine devra évoluer vers des stimuli plus riches qui correspondent mieux à nos expériences visuelles naturelles pour nous faire passer du laboratoire à l’utilité pratique”, a-t-il déclaré.
Mais dans cet esprit, la nouvelle étude “fournit toujours un nouvel aperçu de ce que signifie garder quelque chose en ligne à l’esprit pour l’avenir”, a-t-il déclaré.
La mémoire de travail agit essentiellement comme un pont entre la perception (lorsque nous lisons un numéro de téléphone) et l’action (lorsque nous composons ce numéro).
“Cette étude, en identifiant un format de représentation qui ne ressemble ni à ce qui a été perçu ni à ce qui sera fait mais peut être clairement lu à partir de signaux visuels, offre un regard sans précédent sur cette mystérieuse zone intermédiaire entre la perception et l’action”, a déclaré Nee.
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Cet article a été initialement publié par Live Science. Lisez l’article original ici.
