Le standard téléphonique de la mémoire découvert par des scientifiques : apprendre sans oublier

Plutôt que de recruter des neurones entièrement nouveaux pour chaque souvenir, le cerveau semble réutiliser cette minorité de cellules en différenciant les flux d'informations grâce au rythme et à la séquence de leur activation. Ce dispositif permet au cerveau de rester plastique pour l'apprentissage tout en maintenant stables les circuits qui stockent les souvenirs plus anciens.

La consolidation des souvenirs pendant le sommeil

Ces mêmes neurones concentrateurs de CA1, qui gèrent la communication en journée, ne s'arrêtent pas de travailler la nuit. Pendant le sommeil, ils restent extrêmement actifs au sein des sharp-wave ripples – de brèves décharges d'activité neuronale à haute fréquence –, rejouant les schémas d'activation de la période d'éveil . Cette boucle de « replay » nocturne est au cœur de la consolidation mnésique, le processus par lequel les souvenirs fragiles se solidifient pour être stockés durablement.

Des recherches antérieures corroborent l'idée que le sommeil est le moment où le cerveau trie et stabilise les souvenirs. Une étude de 2025 financée par le NIH (Instituts américains de la santé) a ainsi montré que les souvenirs nouveaux et anciens sont réactivés pendant le sommeil via des états physiologiques distincts, ce qui permet de les garder séparés . L'étude de NYU Langone apporte une explication au niveau des circuits : le mécanisme de « standard téléphonique » maintient la voie de communication entre l'hippocampe et le cortex ouverte pendant le sommeil, garantissant que la consolidation renforce les nouvelles informations sans brouiller les traces mnésiques plus anciennes.

Des implications pour la maladie d'Alzheimer

La région CA1 est connue pour être l'une des premières zones du cerveau touchées par la maladie d'Alzheimer . Des études ont d'ailleurs montré que l'organisation des synapses dans la formation hippocampique est vulnérable dès les premiers stades de la maladie, avec des différences dans les cibles postsynaptiques et la forme des synapses qui apparaissent même lorsque la densité synaptique globale semble normale .

Le Dr Zhe S. Chen, co-auteur principal de l'étude de NYU Langone, a souligné que le mécanisme de standard téléphonique nouvellement découvert « pourrait fournir des indices sur la façon dont les circuits de la mémoire défaillent dans la maladie d'Alzheimer et d'autres pathologies qui affectent la capacité du cerveau à se souvenir des événements et à s'orienter dans l'espace » .

Si les neurones concentrateurs de CA1 perdent leur capacité à maintenir des canaux séparés pour les signaux entrants et sortants, le cerveau pourrait commencer à mélanger les informations nouvelles et anciennes, voire échouer à stocker de nouveaux souvenirs, produisant ainsi le type de troubles de la mémoire observé dans la maladie d'Alzheimer . L'hippocampe contient également des couches distinctes de neurones CA1 dotées de signatures moléculaires uniques, qui pourraient être différemment vulnérables dans des pathologies comme Alzheimer et l'épilepsie, ce qui ajoute un niveau de complexité supplémentaire à notre compréhension de la dégénérescence des circuits mnésiques .

Un plan pour une meilleure intelligence artificielle

Au-delà des neurosciences et de la médecine, cette découverte est riche d'enseignements pour l'intelligence artificielle. Les systèmes d'IA actuels souffrent d'un problème bien documenté appelé « oubli catastrophique » : lorsqu'un réseau de neurones artificiels est entraîné sur une nouvelle tâche, il écrase souvent les paramètres qu'il avait appris pour les tâches précédentes. Le cerveau des mammifères, en revanche, peut apprendre continuellement sans perdre ses connaissances antérieures.

L'étude de NYU Langone suggère que le cerveau y parvient grâce à une séparation architecturale des flux d'entrée et de sortie au sein d'un circuit partagé – un principe de conception qui pourrait être transposé dans les systèmes d'IA de nouvelle génération . Plutôt que de réentraîner des réseaux entiers sur de nouvelles données, les architectures d'IA pourraient incorporer des modules « standard téléphonique » analogues, qui achemineraient les nouvelles informations via des canaux dédiés tout en préservant les représentations existantes.

Les chercheurs ont décrit leurs résultats comme un potentiel « modèle biologique » pour concevoir une IA capable de se mettre à jour en continu, un véritable Graal dans le domaine .

Limites et prochaines étapes

Il est important de noter que cette étude a été menée sur des souris évoluant dans un environnement de laboratoire contrôlé. Bien que l'organisation du circuit hippocampique soit conservée chez les mammifères, des conclusions définitives sur le cerveau humain ou sur des comportements mnésiques plus naturalistes nécessiteront des recherches supplémentaires .

L'équipe de NYU Langone prévoit d'étudier si des canaux similaires de type « standard téléphonique » existent dans d'autres circuits de la mémoire, au-delà de la voie reliant CA1 au cortex. Comprendre si ce mécanisme peut être généralisé élargirait à la fois les connaissances en neurosciences et les perspectives de traitement des troubles de la mémoire.