Fiche de révision : Systèmes et bases neuronales de la mémoire

📋 Plan du Cours

1. Modèles des systèmes mnésiques
2. Apprentissage procédural chez l’animal
3. Mémoire spatiale et carte cognitive
4. Hippocampe et mémoire spatiale humaine
5. Réseaux neuronaux et engramme
6. Cellules de lieu hippocampiques
7. Propriétés et fonctions des cellules de lieu
8. Autres cellules du codage spatial

📖 1. Modèles des systèmes mnésiques

★ À maîtriser

• Atkinson et Shiffrin proposent un modèle multi-stockage comprenant la mémoire sensorielle, la mémoire à court terme et la mémoire à long terme. — Atkinson and Shiffrin, multi-store model

• Baddeley propose un modèle multicomposant de la mémoire de travail. — Multicomponent of working memory

• Tulving distingue dans la mémoire à long terme la mémoire déclarative et la mémoire non déclarative.

Compléments

• Les modèles de la mémoire cités comprennent notamment le modèle SPI de Tulving, le modèle MNESIS de Desgranges et Eustache et les systèmes multiples séparés de Squire.

📖 2. Apprentissage procédural chez l’animal

🔑 Notions clés & Définitions

• Apprentissage : Séquence stimulus-réponse.

★ À maîtriser

• Les tâches de labyrinthe et d’évitement passif permettent d’étudier l’apprentissage procédural, qui relève de la mémoire non déclarative.

Compléments

• Dans les tâches de conditionnement instrumental, l’animal apprend progressivement à produire une réponse en fonction des conséquences et des propriétés de l’apprentissage, du rappel et de l’extinction sont étudiées.

• Les auteurs associés à ces paradigmes sont:

  • Skinner
  • Watson
  • Pavlov
  • Thorndike

💡 Astuce mémo

Stimulus → réponse → apprentissage

📖 3. Mémoire spatiale et carte cognitive

🔑 Notions clés & Définitions

• Carte cognitive : E.C. Tolman, 1949 — Les rats forment une carte cognitive de leur environnement spatial afin de guider leurs actions futures.

★ À maîtriser

• Dans les labyrinthes complexes, les rats peuvent prendre des raccourcis vers la récompense, même si le trajet choisi n’a jamais été expérimenté auparavant. — E.C. Tolman, 1949

• La mémoire spatiale du rat dépend de l’hippocampe.

Compléments

• Dans le labyrinthe aquatique de Morris, le rat doit retrouver une plateforme immergée en utilisant des indices présents dans l’environnement. — R. Morris, water maze task, 1982

💡 Astuce mémo

Raccourcis dans le labyrinthe → carte cognitive spatiale

📖 4. Hippocampe et mémoire spatiale humaine

★ À maîtriser

• Chez les chauffeurs de taxi, une tâche de navigation spatiale virtuelle active l’hippocampe droit.

• Le volume de l’hippocampe postérieur des chauffeurs de taxi est significativement supérieur à celui des sujets contrôles.

• L’hippocampe postérieur stocke une représentation spatiale de l’environnement.

Compléments

• Chez les chauffeurs de taxi, le volume de l’hippocampe postérieur est positivement corrélé au temps passé à exercer ce métier.

💡 Astuce mémo

Expérience de navigation → hippocampe postérieur plus volumineux

📖 5. Réseaux neuronaux et engramme

🔑 Notions clés & Définitions

• Réseau neuronal : Structure qui encode l’information sous la forme d’activités cellulaires réparties dans de vastes réseaux de neurones.
• Engramme : Trace physique d’une mémoire.

📝 Points essentiels

• Les composantes citées comprennent:

  • Structures sensorielles et perceptives
  • Aires associatives
  • Aires motrices
  • Systèmes de neuromodulation

• L’étude de l’activité électrique des neurones hippocampiques permet d’examiner ce qui se produit dans les cellules au cours de la mémoire.

📖 6. Cellules de lieu hippocampiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule de lieu : Neurone hippocampique qui décharge lorsque le rat se trouve dans une position spécifique de l’espace.
• Champ spatial : Partie de l’espace dans laquelle une cellule de lieu décharge.

★ À maîtriser

• Les cellules de lieu peuvent contribuer à construire une carte spatiale grâce aux liens qu’elles établissent entre elles.

Compléments

• En 1973, John O’Keefe enregistre l’activité de neurones hippocampiques pendant l’exploration d’un espace ouvert.

💡 Astuce mémo

Chaque cellule éclaire une zone précise de la carte spatiale

📖 7. Propriétés et fonctions des cellules de lieu

★ À maîtriser

• Dans un environnement familier, les champs de décharge de plusieurs cellules de lieu peuvent rester stables au cours du temps.

• Des cellules de lieu adjacentes ne représentent pas nécessairement des positions adjacentes dans l’espace ouvert.

• La rotation ou la suppression des indices visuels peut faire pivoter, perturber ou faire disparaître les champs spatiaux.

• Le replay correspond à la réactivation des cellules de lieu dans le même ordre pendant l’éveil, tandis que le replay inverse se produit à la fin du trajet. — Diba & Buzsaki, 2007

Compléments

• Certains neurones déchargent selon la destination prévue par le rat avant qu’il n’atteigne le choix final, ce qui leur vaut le nom de neurones d’intention.

💡 Astuce mémo

Stabilité → rotation → anticipation → replay

📖 8. Autres cellules du codage spatial

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule de grille : E. Moser & M-B. Moser, 2004 — Cellule du cortex entorhinal qui participe à l’élaboration d’une métrique de l’environnement sous forme de grille spatiale.

★ À maîtriser

• Le codage spatial implique notamment:
  • Cellules de bordure
  • Cellules de direction de la tête
  • Cellules de vitesse
  • Cellules d’objet
  • Cellules de but
  • Cortex préfrontal
  • Striatum
  • Cortex pariétal
  • Cortex entorhinal
  • Cervelet

Compléments

• Les neurones du hile denté, appelés cellules moussues, déchargent dans plusieurs environnements et possèdent plusieurs champs de lieu.

• Les neurones de la couche granulaire dentée déchargent dans un seul environnement et possèdent un seul champ de lieu.

📊 Tableaux de synthèse

Principales cellules du codage spatial