Parfois, la mémoire s'accroche au visage d'un inconnu dans le métro, au chat d'une photo ou à la monnaie d'un mardi ordinaire. Pourquoi ces broutilles-là finissent-elles dans l'archive personnelle, alors que des centaines d'autres s'effacent sans laisser de trace ? Un nouveau travail de l'équipe de Xiao et de ses collègues de Cedars-Sinai propose un acteur inattendu de ce processus : l'amygdale, ou corps amygdaloïde. La plupart la connaissent avant tout comme le centre de la peur, mais il s'avère qu'elle participe aussi à ce qui mérite précisément d'être retenu.
L'amygdale est depuis longtemps associée au traitement des événements émotionnellement significatifs. C'est pourquoi son rôle dans la mémorisation est généralement expliqué par l'intensité des émotions : la frayeur, la joie ou l'émotion rendent l'instant plus vif, et le cerveau le conserve plus volontiers. Une étude publiée dans la revue Nature Neuroscience montre que le tableau est plus large. L'activité de neurones individuels de l'amygdale prédit quelles images une personne reconnaîtra plus tard, et ce lien ne disparaît pas, même en tenant compte de l'intensité avec laquelle l'image a touché émotionnellement.
Les auteurs ont travaillé à partir d'enregistrements directs. Ils ont suivi l'activité de cellules nerveuses individuelles chez des personnes atteintes d'épilepsie résistante aux médicaments : on implante à ces patients des électrodes en profondeur dans le cerveau afin de localiser le foyer des crises. Les participants regardaient des images, puis passaient un test de reconnaissance. On a ainsi pu mettre en regard deux moments : la façon dont un neurone précis a répondu à l'image la première fois, et si la personne s'en est souvenue ensuite. Les données ont été obtenues dans deux échantillons indépendants — 42 et 95 patients avec des tâches de mémoire différentes. Le résultat clé s'est confirmé également dans le second échantillon.
Le plus intéressant, c'est la sélectivité des neurones. Beaucoup de cellules de l'amygdale ne réagissent pas à tout et n'importe quoi : chacune répond plus fortement à une catégorie d'images bien précise. Dans l'étude, il s'agissait de visages, d'animaux, de nourriture, de voitures et de paysages. Le mot « préférence » est ici un terme technique qui décrit la forme de la réponse de la cellule, et non les sympathies personnelles de la personne.
C'est ici que la sélectivité devient importante pour la mémoire. Plus une telle cellule répondait fortement à une image de « sa » catégorie lors de la première présentation, plus la probabilité que la personne la reconnaisse ensuite était élevée. La différence d'activité apparaissait environ 350 millisecondes après l'apparition de l'image, c'est-à-dire presque instantanément, bien avant que la personne décide consciemment si elle a retenu quelque chose. Le plus souvent, l'effet est plus marqué dans l'hémisphère droit : le lien entre les neurones de l'amygdale et la mémorisation y est plus fort.
Il est particulièrement important que l'évaluation émotionnelle des images n'annule pas cet effet. L'explication habituelle par l'intensité des émotions ne s'est révélée qu'une partie du tableau. L'amygdale, semble-t-il, réagit aussi au contenu même de ce qui est vu et aide à décider quels fragments d'expérience méritent d'être conservés.
Il y a encore un détail. Lorsqu'une image était mémorisée, l'activité de l'amygdale et de l'hippocampe — une région du cerveau depuis longtemps associée à la formation des souvenirs d'événements — se synchronisait plus étroitement dans le temps. Les neurones de l'hippocampe qui réagissaient à la catégorie « préférée » coïncidaient davantage en rythme avec les oscillations d'activité de l'amygdale. On peut imaginer deux musiciens qui tombent plus précisément dans la même mesure. Dans le cerveau, une telle « mesure » aide peut-être les deux structures à enregistrer ensemble un événement, mais ce n'est pour l'instant qu'une hypothèse.
Les conclusions ont toutefois leurs limites, et les auteurs eux-mêmes les signalent. Les observations montrent un lien entre l'activité neuronale et la mémorisation, mais ne prouvent pas la cause. Reste à vérifier séparément si la stimulation de tels neurones peut améliorer la mémoire. L'étude a été menée sur des personnes épileptiques, et leur cerveau peut différer de celui de personnes en bonne santé ; il faut donc transposer les résultats à tous avec prudence. En outre, le test de reconnaissance d'images ne mesure qu'un seul type de mémoire et ne permet pas de juger des souvenirs qui durent des décennies. D'autres études sont nécessaires pour cela.
L'intérêt pratique est clair. Les auteurs relient ces découvertes à la maladie d'Alzheimer et à l'épilepsie temporale, dans lesquelles la mémoire souffre, et envisagent que l'amygdale puisse devenir une cible pour de futures méthodes thérapeutiques, par exemple la neuromodulation. Mais ce n'est pour l'instant qu'une hypothèse, et non un outil : l'expérience ne testait pas de traitement et ne mesurait pas la mémoire sur des années.
La force de ce travail réside dans les mesures directes de neurones individuels chez l'humain et dans la reproduction du résultat clé sur un second échantillon. Cela aide à voir plus précisément comment différentes régions du cerveau participent à la transformation de l'expérience présente en ce que nous pourrons nous rappeler plus tard.
Pour une personne ordinaire, la conclusion est la suivante : la mémorisation commence au moment de la rencontre avec le monde. La réponse émotionnelle, le contenu de ce qui est vu et le travail coordonné des réseaux neuronaux décident ensemble si une image fugace deviendra une partie de l'histoire personnelle. L'amygdale participe à ce processus plus largement que ne le suggère l'image habituelle du centre de la peur.
La manière exacte dont une image particulière obtient un avantage sur les autres reste pour l'instant une question ouverte. La réponse pourrait aider à comprendre comment notre histoire personnelle se compose à partir du flux d'impressions fugaces.
