Souvenirs d’un côté et sommeil de l’autre

Une expérience unique sur le sommeil a permis de découvrir que le parfum d’une rose active le cerveau


Une nouvelle étude sur la consolidation des souvenirs durant le sommeil – d’un seul côté du cerveau – pourrait aider les chercheurs à comprendre comment le sommeil aide à la mémorisation et pourrait donner de nouvelles pistes pour gérer différents types de traumatismes cérébraux, qu’ils soient émotionnels ou physiques.

Cette étude a été menée par la doctorante Ella Bar qui fait partie des équipes du professeur Rony Paz du département de neurobiologie de l’Institut Weizmann des Sciences et du professeur Yuval Nir de l’Université de Tel Aviv. Cette étude a été conçue et menée au sein de l’équipe de neurobiologie des professeurs Yadin Dudai et Noam Sobel, tous deux de l’Institut Weizmann.

Au cours d’une précédente étude menée à l’Institut, Ella Bar avait appris que les odeurs constituent de très puissants outils pour réactiver des souvenirs pendant le sommeil. Elle savait également que les souvenirs, qu’ils soient liés au cerveau gauche ou au cerveau droit, sont traités puis finalement enregistrés dans l’hémisphère opposé.

Dans la première partie de l’expérience, les sujets sentaient le parfum d’une rose dans leurs deux narines et devaient apprendre la position de mots, présentés sur la gauche ou la droite de l’écran d’un ordinateur. Leurs souvenirs étaient ensuite testés immédiatement après puis, après leurs efforts, les volontaires faisaient une sieste dans le laboratoire, des électrodes d’électroencéphalogramme (EEG) placées sur le crâne afin d’enregistrer leur activité cérébrale. Pendant leur sommeil, le même parfum de rose était délivré par impulsions mais dans une seule de leurs narines.

Durant cette phase, les chercheurs ont alors remarqué que les deux hémisphères du cerveau des sujets présentaient l’activité électrique que l’on associe à la consolidation des souvenirs, l’hémisphère « sentant la rose » ayant l’activité la mieux synchronisée, ce qui compte dans le processus de consolidation. Quand les sujets se réveillaient et repassaient le test, ils se remémoraient plus facilement la position des mots présentés du côté du cerveau stimulé par l’odeur de rose pendant leur sommeil.

Chacune de nos narines est un organe sensoriel à part entière, connecté au côté du cerveau correspondant. Cette expérience a montré que le processus de consolidation des souvenirs pendant le sommeil est bien affecté par les odeurs liées à ceux-ci et que suivre ce qui se passe dans le cerveau alors qu’un seul côté perçoit l’odeur peut être un outil très efficace pour comprendre comment les souvenirs passent de la « mémoire à court-terme » à la mémoire plus permanente dans une autre partie du cerveau.

« Pendant le sommeil, l’information transite progressivement de l’hippocampe au néocortex. Mais la façon dont cette transition se passe reste un mystère. Apparemment, sentir des odeurs liées à un souvenirs pendant notre sommeil, même inconsciemment, est un déclencheur de ce processus de consolidation de la mémoire. En proposant une odeur à une seule de nos narines pendant le sommeil, on peut réactiver des souvenirs pour les consolider dans un seul hémisphère et comparer l’activité du cerveau entre les deux hémisphères peut nous aider à comprendre le détail de ce processus, » dit Ella Bar.

« L’utilisation de ce signal unique, une odeur délivrée à un seul côté du cerveau, nous indique que les souvenirs peuvent être manipulés d’une façon très particulière, » dit le professeur Paz. « Cela suggère que chaque nuit, il y a un dialogue entre l’hippocampe et certaines parties du cortex et que l’odorat peut être utilisé pour améliorer ou même interférer avec ce dialogue. »

En d’autres termes, disent les chercheurs, cette nouvelle méthode pourrait être utilisée en dehors des laboratoires. Par exemple, les cerveaux de patients atteints de stress post-traumatique montrent une activité plus élevée du côté droit de leur cerveau – plus étroitement relié aux aspects émotionnels de la mémoire quand on fait appel aux souvenirs traumatiques – et une activité plus faible de leur hémisphère gauche – plutôt relié aux informations verbales de la mémoire. Cette méthode de stimulation pourrait aider à renforcer le rôle de l’hémisphère gauche dans le processus de création de souvenirs et à restaurer l’équilibre. Ces découvertes peuvent également donner des pistes pour concevoir des traitements pour des blessures concernant un seul côté du cerveau, comme dans le cas d’une attaque.

Le professeur Rony Paz dirige le Centre pour la recherche sur les traumatismes et l’anxiété M. Judith Ruth, le Centre pour les neurosciences Nella et Leon Benoziyo, l’Institut pour la recherche sur le cerveau Carl et Micaela Einhorn-Dominic, le Centre pour la recherche sur les fonctions du cerveau supérieur Murray H. et Meyer Grodetsky et le Centre pour les troubles cérébraux Gladys Monroy et Larry Marks. Ses recherches sont également financées par le fonds Irving B. Harris pour de nouvelles orientations dans la recherche sur le cerveau, le fonds Andrea C. et Lawrence I. Marcus pour les troubles émotionnels/psychologiques, la fondation de la famille Bernard et Norton Wolf, la fondation Harold L. et Faye B. Liss, la fondation de la famille Oster, la famille Leff, Mr et Mme Gary Clayman, Rosanne Cohen et Philippe Garoon. Le professeur Paz est détenteur de la chaire de neurobiologie Manya Igel.

Les recherches du professeur Yadin Dudai sont financées par le Centre Braginsky pour l’interface entre les sciences et l’Humain.

Le professeur Noam Sobel dirige l’Institut national Azrieli pour la recherche et l’imagerie cérébrale humaine. Ses recherches sont également financées par le Centre pour l’imagerie cérébrale humaine Norman et Helen Asher, le Laboratoire pour la recherche en neurobiologie de l’olfaction Nadia Jaglom, le fonds pour la recherche sur le cerveau Rob et Cheryl McEwen et Sonia T. Marschak. Le professeur Sobel est détenteur de la chaire professorale de neurobiologie Sara et Michael Sela.