Ne plus se souvenir d’un nom ou d’une date, oublier l’emplacement de certains objets, rencontrer des difficultés d’apprentissage… les pertes de mémoire liées à l’âge sont normales. Mais, comment expliquer physiologiquement ces troubles qui peuvent rendre le quotidien difficile ? C’est en voulant répondre à cette question que des chercheurs anglais de l’université de Leicester ont mis en évidence le rôle clef du calcium au niveau des synapses, les zones de communication entre les neurones. Décryptage.
Un déséquilibre du calcium au niveau des zones de contact entre les neurones
Jusqu’ici, on pensait que les troubles de la mémoire liés à l’âge étaient causés par une disparition progressive des neurones.
Ici, dans ces travaux, l’équipe de chercheurs de Nicholas Hartell du département de neuroscience, psychologie et comportement de l’université de Leicester a montré, chez des souris, que ces troubles de mémoire seraient finalement provoqués par un déséquilibre du calcium au niveau des synapses.
Pour réaliser leurs travaux, les chercheurs se sont concentrés sur la zone présynaptique des souris transgéniques âgées de 6, 12, 18 et 24 mois.
Pour visualiser la présence de calcium dans ces parties du cerveau, et notamment l’hippocampe, ils ont modifié génétiquement les souris afin qu’elles possèdent une protéine fluorescente sensible au calcium dans la partie présynaptique (en amont de la synapse) de l’hippocampe.
À savoir ! L’hippocampe est une structure paire du cerveau des mammifères jouant un rôle clef dans la mémoire et la navigation spatiale. C’est une des premières structures atteintes dans la maladie d’Alzheimer entrainant ainsi des problèmes de mémoire et d’orientation. C’est le siège de la production de nouveaux neurones tout au long de la vie et il joue un rôle primordial dans la mémoire des événements (mémoire explicite). La mémoire implicite (mémoire de savoir-faire ou procédurale) dépend, quant à elle, d’autres structures du cerveau.
Ils ont pu mettre en évidence une relation entre les capacités cognitives des souris et leur taux de calcium en amont de leurs synapses de l’hippocampe.
Plus les souris étaient âgées, plus leur taux de calcium était important. Elles rencontraient des difficultés cognitives et notamment celles liées à la mémoire spatiale. Par exemple, elles étaient peu performantes pour se faufiler dans un labyrinthe ou retrouver l’emplacement d’un objet.
Par contre, la faculté à reconnaître de nouveaux objets n’était pas affectée par les niveaux hauts de calcium présynaptiques et les résultats des tests étaient identiques dans les populations de jeunes souris et de souris âgées.
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Perte de mémoire : un phénomène réversible, des perspectives thérapeutiques
Pour confirmer leur hypothèse sur le lien entre concentrations en calcium et la performance de la mémoire spatiale, les chercheurs ont augmenté expérimentalement le taux de calcium présynaptique dans l’hippocampe de jeunes souris. Résultats ? Ces souris ont fini par se comporter comme de vieilles souris en ayant les mêmes difficultés à se repérer dans l’espace.
De plus, ce phénomène est réversible puisque la diminution du taux de calcium extracellulaire a permis de rajeunir le fonctionnement des synapses des souris les plus agêes.
Finalement, les chercheurs ont montré que plus les animaux vieillissaient, plus les neurones perdaient leur capacité à maintenir un taux de calcium à l’équilibre.
Par ailleurs, leurs investigations dans d’autres régions cérébrales ont montré que la concentration de calcium présynaptique de base peut être augmentée dans des régions autres que l’hippocampe chez les souris âgées comme la voie de sortie de l’hippocampe et le cortex rétrosplénial, une région du cerveau impliquée dans la mémoire épisodique, la navigation, l’imagination et la planification.
Même si ces premiers travaux doivent être approfondis sur le modèle animal, ces résultats sont porteurs d’espoir pour l’Homme. Les chercheurs se demandent déjà dans quelles mesures sera-t-il possible d’agir sur ce cycle du calcium perturbé pour rétablir ou augmenter la mémoire spatiale ?
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Julie P., Journaliste scientifique
