Il ne fait aucun doute que nous avons beaucoup appris sur le cerveau humain au cours des 50 dernières années, mais comme le reconnaissent rapidement les neuroscientifiques, le centre de notre système nerveux reste en grande partie un mystère. Au début de la liste de ses énigmes: le fonctionnement de la mémoire, notamment comment la restaurer une fois perdue.
Aujourd'hui, grâce à une branche des neurosciences en croissance rapide connue sous le nom d'enregistrement direct du cerveau, les scientifiques peuvent suivre l'activité du cerveau en temps réel grâce à des électrodes implantées. La technique pourrait leur permettre de cartographier la façon dont les neurones communiquent lorsque des mémoires sont formées ou rappelées, ce qui pourrait ensuite permettre de développer un dispositif imitant le processus de création de mémoire en stimulant ces mêmes neurones.
Cela peut sembler un peu fantaisiste, mais la DARPA, l'agence qui finance des recherches de pointe pour le département américain de la Défense, croit tellement au potentiel de cette technologie qu'elle a annoncé la semaine dernière des subventions d'un montant total de 40 millions de dollars pour voir si une telle mémoire était «neuroprothétique». peut être développé dans les quatre prochaines années.
D'autres scientifiques explorent différentes manières de percer le mystère de la mémoire. Dans une étude récente financée par les Instituts nationaux de la santé, Roberto Malinow, de l'Université de Californie à San Diego, a été en mesure d'utiliser une lumière précisément ciblée pour effacer puis restaurer les souvenirs de souris génétiquement modifiées. Et l’été dernier, des chercheurs du centre médical de l’Université de Columbia ont annoncé qu’ils étaient en mesure d’améliorer considérablement la mémoire des souris âgées en augmentant le niveau d’une protéine particulière dans leur cerveau.
Mais l'idée d'utiliser des implants pour faire revivre la mémoire - considérée comme un concept radical lorsqu'il a été promu par le neuroscientifique de l'Université de Californie du Sud, Theodore Berger il y a seulement quelques années - a attiré l'attention de la DARPA. Ils voient dans son potentiel un moyen novateur et exceptionnellement précis d'aider les anciens combattants blessés - environ 270 000 personnes ont subi des lésions cérébrales traumatiques, souvent avec une perte de mémoire invalidante depuis 2000 - avec peu d'autres options thérapeutiques.
Créer des souvenirs
Le projet de recherche, appelé «Restauration de la mémoire active» (RAM), s’articule autour de la conviction que chaque mémoire, quelle que soit sa douceur ou son caractère dérangeant, est formée de la même manière: par une action séquentielle de nombreux neurones. Perturbez cette séquence lors d'une blessure traumatique, la pensée s'en va, et la fonction de mémoire devient bloquée. Mais que se passerait-il si les scientifiques, utilisant les programmes informatiques du processus de mémoire qu'ils avaient mis au point, pourraient utiliser de minuscules implants pour contourner une zone endommagée en envoyant des signaux aux neurones plus loin dans le circuit?
C’est essentiellement l’objectif du programme RAM, qui impliquera des équipes de trois institutions: l’Université de Californie à Los Angeles (UCLA), l’Université de Pennsylvanie et le Laboratoire national Lawrence Livermore. Chacun aura son propre objectif.
L’équipe de l’UCLA se concentrera sur ce que l’on appelle la région entorhinale du cerveau. Grâce à des recherches antérieures, ils l'ont identifiée comme la passerelle vers l'hippocampe, la région du cerveau la plus associée à l'apprentissage et à la mémoire. Pour vous donner une idée de l’importance critique de l’hippocampe pour ce qui nous rend humains, considérons l’une des découvertes décisives de la science du cerveau, impliquant un homme des années 50 à qui on a retiré une grande partie de son hippocampe pour le soulager de ses crises. Après la procédure, il n'était plus capable de créer de nouveaux souvenirs - il ne pouvait pas se souvenir de ce qui lui était arrivé chaque jour après.
Pour mieux comprendre comment l'hippocampe transforme la vie quotidienne en souvenirs, les chercheurs de UCLA utiliseront tout d'abord les données d'électrodes déjà implantées chez des patients atteints d'épilepsie pour développer un modèle informatique de la façon dont les neurones de cette partie du cerveau communiquent pendant la création de la mémoire. À partir de là, ils travailleront avec les scientifiques de Livermore pour créer des dispositifs implantables sans fil capables de reproduire le processus en stimulant les neurones appropriés.
Entre-temps, en Pennsylvanie, les chercheurs auront une vision plus large de la manière dont les souvenirs se forment, qu’ils abordent comme une série d’interactions complexes entre différentes régions du cerveau. Ils travailleront avec des patients qui ont déjà des électrodes implantées dans de multiples régions de leur cerveau, surveillant l'activité neuronale pendant que ces personnes jouent à des jeux de mémoire sur ordinateur. Le but est à nouveau d’identifier les schémas de comportement des neurones lorsque de nouvelles mémoires sont stockées ou d’anciennes, et d’essayer d’isoler des «biomarqueurs» en cas de problème.
Parier sur la technologie
Pourtant, le projet a des sceptiques.
«Nous devons continuer à nous rappeler que, non, nous ne parlons pas le langage secret du cerveau - nous faisons une stimulation très grossière», a déclaré le Dr Anthony Ritaccio, directeur de la neurochirurgie à l'Hôpital Albany au New York Times. «Lorsque vous travaillez avec le cerveau, vous devez continuer à vous gifler pour vérifier la réalité. nous comprenons encore si peu.
Mais Justin Sanchez, responsable du projet RAM chez DARPA, indique qu'il est temps de faire un gros pari sur la technologie.
"Nous devons à nos membres des services, " a-t-il déclaré, "d'accélérer les recherches permettant de minimiser les conséquences à long terme de leurs blessures."
Et après tout, une mémoire de travail nous aide tous à mieux comprendre le monde, comme le dit le psychologue de l’éducation Peter Doolittle dans cette discussion TED.
