Mécanismes moléculaire de la mémoire et de l'apprentissage

Question 1

Chez quel espèces l’étude du renforcement de l’activité synaptique, ce qui permet de retenir l’information, a été particulièrement étudié dans l’hippocampe, une région essentielle pour la consolidation.

Answer 1

Les vertébrés

Question 2

Qu’est-ce que Eric Kandel a étudié sur l’aplysie?

Answer 2

Le réflexe de retrait de la branchie déclenché par une stimulation tactile du
siphon. Lorsqu’on applique un jet d’eau sur le siphon, la branchie se rétracte.

Question 3

Vrai ou faux? La répétition de la stimulation tactile sur le siphon atténue la réponse comportementale, le retrait de la branchie, c’est l’habituation.

Answer 3

Vrai, le neurone sensoriel libère du glutamate (neurotransmetteur excitateur) au niveau de la fente synaptique le séparant du neurone moteur.

Question 4

Vrai ou faux? La stimulation répétée du neurone sensoriel conduit à une diminution progressive de la libération de glutamate. Cette diminution correspond à une réduction du nombre de vésicules contenant le glutamate.

Answer 4

Vrai, ceci diminue la réponse du neurone moteur qui retire la branchie.

**Les sessions doivent cependant être espacées dans le temps, de quelques heures à une journée. Si elles sont données les unes à la suite des autres, sans repos on parle d’apprentissage «massé».

Question 5

À quoi sert la sensibilisation?

Answer 5

Apprendre à éviter les stimuli nocifs ou
menaçants.

> Après un choc électrique sur la queue (stimulus nocif) l’aplysie stimulation tactile du siphon par une amplification répond à une du retrait de la branchie = sensibilisation.

Question 6

Quel est le mécanisme de sensibilisation du réflexe de retrait de la branchie chez l’aplysie?

Answer 6

Un stimulus douloureux appliqué sur la queue sérotoninergique, qui facilite (choc électrique) active le neurone modulateur
la neurotransmission à la synapse entre le neurone sensoriel et le neurone moteur. Il y a donc une amplification du réflexe de retrait de la branchie.

> renforcement temporaire de l’activité des connexions synaptiques, sorte de mémoire à court terme.

Question 7

Quel est le mécanisme moléculaire de la sensibilisation, pour un seul choc électrique?

Answer 7

La libération de sérotonine par la terminaison présynaptique entraine une élévation de messagers secondaires (AMPc et PKA) qui facilite (amplifie) la libération de glutamate par le neurone sensoriel lorsque le siphon est stimulé tactilement. Cette augmentation transitoire du glutamate
correspond à une mémoire à court terme.

Question 8

Quel est le mécanisme moléculaire de la sensibilisation, pour plusieurs chocs électriques?

Answer 8

Cela créé une mémoire à long terme qui
résulte du renforcement persistant des connections synaptiques. La stimulation répétée des chocs électriques du neurone modulateur sérotoninergique produit une sensibilisation à long terme: les PKA vont se rendre au noyau et y induire la transcription de nouveaux gènes, ce qui va permettre la synthèse de nouvelles protéines. Celles-ci vont entrainer la formation de nouvelles connections synaptiques qui augmentent l’efficacité de la synapse.

Question 9

Explique moi le circuit ou boucle trisynaptique de l’hippocampe.

Answer 9

1) L’information entre dans l’hippocampe par le cortex entorhinal via la voie perforante. Les axones de la voie perforante font synapse sur les neurones du gyrus denté.
2) Les cellules granulaires du gyrus denté
émettent des axones, les fibres moussues, qui forment des synapses sur les cellules
pyramidales de l’aire CA3.
3) Les axones des cellules pyramidales CA3 se ramifient, l’une des branches quitte
l’hippocampe par le fornix. L’autre branche, qui forme les collatérales de Schaffer, fait
synapse sur les neurones pyramidaux de
CA1.
> Les cellules pyramidales CA1 projettent
enfin à leur tour leurs axones vers le
subiculum ou le cortex entorhinal

Question 10

Qu’est-ce que la potentialisation à long terme (PLT)?

Answer 10

C’est un mécanisme de plasticité synaptique initialement décrit dans l’hippocampe, qui a un rôle critique dans la consolidation des souvenirs. C’est une augmentation persistante de l’activité synaptique après la stimulation à haute fréquence d’une synapse. La PLT est considérée comme l’un des mécanismes cellulaires principaux qui sous-tendent l’apprentissage et la mémoire.

• La plupart des études subséquentes les synapses formées par les collatérales de
  ont été faites sur Schaffer (stimulation) et les neurones de CA1 (enregistrement) sur des tranches d’hippocampes de rats (in vitro).

Question 11

Vrai ou faux? La PLT est spécifique à l’afférence tétanisée (donc seulement à certaines synapses d’un neurone).

Answer 11

Vrai, les modifications synaptiques résultant de la tétanisation rendent les synapses stimulées plus efficaces.

Question 12

Vrai ou faux? Le PLT est peu durable.

Answer 12

Faux, il est très durable.

Question 13

Qui suis-je? Je suis le médiateur de la transmission synaptique excitatrice dans l’hippocampe.

Answer 13

Les récepteurs du glutamate.

Question 14

Vrai ou faux? La stimulation des collatérales de Schaffer provoque la libération de glutamate qui agit sur les récepteurs post-synaptiques AMPA et NMDA.

Answer 14

Vrai

Question 15

Quel est le mécanisme de la PLT dans CA1?

Answer 15

a) Lorsque le potentiel de membrane post-synaptique est négatif, les récepteurs NMDA sont bloqués par les ions Mg2+. Le courant ionique produit (PPSE) provient seulement du passage des ions Na+ à travers les récepteurs AMPA, ce qui va dépolariser la membrane.
b) Lorsque la libération de glutamate coïncide avec une dépolarisation post synaptique suffisante pour enlever les ions Mg2+, le canal du récepteur NMDA se libère et laisse entrer les ions Na+ mais aussi les ions Ca2+.

Question 16

Qu’est-ce qui prouvent qu’il y a augmentation de calcium?

Answer 16

1. Le blocage des récepteurs NMDA par un antagoniste (ex. APV)
2. Le blocage de l’élévation de la concentration intracellulaire d’ions Ca2+ par l’injection d’un chélateur de Ca2+ dans le neurone post-synaptique (le chélateur fixe les ions Ca2+ ).

Question 17

L’élévation de la concentration intracellulaire d’ions Ca2+ active 2 protéines kinases..?

Answer 17

1) la protéine kinase C (PKC)
2) la protéine-kinase II calcium-calmoduline-dépendante = CaMKII

Question 18

Vrai ou faux? Les protéines-kinases ne régulent pas l’activité d’autres protéines par phosphorylation.

Answer 18

Faux, elle régule.

Question 19

L’entrée du Ca2+ par les récepteurs NMDA active des protéines kinases qui
augmentent l’efficacité d’une synapse
par deux mécanismes :

Answer 19

1) La phosphorylation des récepteurs AMPA (par PKC ou CaMKII) induit probablement un changement de conformation de la protéine qui augmente la conductance ionique du canal. C’est-à-dire que l’efficacité des récepteurs AMPA pré-existants augmente.
2) L’insertion dans la membrane post synaptique de récepteurs AMPA nouvellement formés. Il y aurait des vésicules situées à proximité de la membrane qui contiendraient des récepteurs AMPA en réserve. Ces vésicules pourraient fusionner avec la membrane post-synaptique et augmenter le nombre de récepteurs AMPA.

Question 20

Vrai ou faux? L’augmentation du nombre de récepteurs dans la membrane post-synaptique entraine des modifications structurales qui élargissent la taille de l’épine
dendritique, ce qui rend la synapse plus efficace.

Answer 20

Vrai, pendant l’apprentissage, les synapses se renforcisssent.

Question 21

Vrai ou faux? La fusion des vésicules contenant les récepteurs AMPA avec la membrane post synaptique permet d’augmenter le nombre de récepteurs fonctionnels au niveau de la synapse. Cette
addition de membrane et de récepteurs entraine des modifications structurales des épines dendritiques, qui apparaissent
comme gonflées

Answer 21

Vrai, après une PLT, les épines dendritiques se développent et parfois même se divisent pour accueillir de nouvelles synapses.

Question 22

Vrai ou faux? La stimulation tétanique à basse fréquence des collatérales de Schaffer provoquait un affaiblissement de la transmission synaptique. C’est la dépression à long terme (DLT).

Answer 22

Vrai

Question 23

Vrai ou faux? L’induction de la DLT est aussi produite par l’activation des récepteurs NMDA et l’entrée de Ca2+ dans le neurone post-synaptique.

Answer 23

Vrai

Question 24

Comment est-ce que les différentes concentrations intracellulaires de calcium induisent l’activation de différentes enzymes?

Answer 24

↑↑↑↑ Ca2+ -» active protéines kinases -»phosphorylation des récepteurs AMPA -» PLT. La phosphorylation des récepteurs AMPA augmente kinases induisent aussi l’insertion leur conductance ionique. Les protéines de nouveaux récepteurs AMPA dans la membrane.

↑ Ca2+ -» active protéines phosphatases-» déphosphorylation des récepteurs AMPA. La déphosphorylation des récepteurs AMPA réduit leur conductance ionique. Il y a aussi internalisation des récepteurs AMPA à la synapse -» DLT (L’internalisation (ou endocytose) est le contraire de l’insertion).

Question 25

Vrai ou faux? Il y a bien une corrélation entre la PLT et la mémoire et les récepteurs NMDA jouent un rôle clé dans l’apprentissage et leur action est spécifique aux neurones CA1 de l’hippocampe

Answer 25

Vrai

Question 26

Est-ce que la PLT représente vraiment la mémoire?

Answer 26

Oui, es enregistrements de l’activité synaptique dans CA1 (PPSE) montrent que le
développement de la PLT correspond au souvenir de cet expérience.

Question 27

Vrai ou faux? La synthèse de nouvelles protéines est nécessaire à la consolidation mnésique, lorsque les éléments de la mémoire à court terme sont transformés en souvenirs à long terme.

Answer 27

Vrai

Question 28

Vrai ou faux? Des rats placés dans un environnement «enrichi» montrent une augmentation du nombre de synapses dans le cortex. Les synapses peuvent être renforcées ou affaiblies dépendamment des
conditions de leur environnement (enrichi ou pauvre).

Answer 28

Vrai, ces changements structuraux sont à la base de la mémorisation à long terme et la capacité de se rappeler les choses que l’on a déjà apprises même si cela fait longtemps.

Question 29

Vrai ou faux? Lorsqu’on apprend certaines connexions neuronales se renforcissent. Ce phénomène créé des circuits de neurones qui deviennent «habitués» à travailler ensemble et l’information y circule plus facilement, comme un sentier dans la forêt qui s’agrandit lorsqu’on y marche souvent.

Answer 29

Vrai, pour se remémorer un fait ou un événement des jours ou des années plus tard, il faut réussir à réactiver ces circuits nerveux. Cela est plus facile dans certaines conditions, par exemple s’il y a eu un long apprentissage par répétition ou si les émotions étaient très fortes au moment de l’encodage

Question 30

Vrai ou faux? La plasticité cérébrale ou neuroplasticité est la capacité du cerveau de créer, défaire ou réorganiser les réseaux de neurones et les connexions de ces neurones.
Le cerveau est ainsi qualifié de « plastique » ou de « malléable ».

Answer 30

Vrai, ce phénomène est responsable de la diversité de l’organisation fine du cerveau parmi les individus (l’organisation générale est régie par l’hérédité) et dépend des mécanismes de l’apprentissage et de la mémorisation.

Question 31

Vrai ou faux? L’association de groupes de neurones corticaux répartis dans différentes aires cérébrales est rendue possible grâce à certains réseaux de neurones pré-câblés. Ces réseaux pré-cablés, comme le circuit
trisynaptique de l’hippocampe, jouent donc un rôle clé dans la formation des souvenirs de la mémoire déclarative qui peuvent être conservés pendant des années.

Answer 31

Vrai

Question 32

Qu’est-ce qu’un faux souvenir?

Answer 32

C’est un phénomène psychologique qui se produit lorsqu’une personne se remémore un évènement qui, en fait, n’a jamais eu lieu. - Elizabeth Loftus

Question 33

Quels sont lez résultats de l’expérience d’Élizabeth Loftus.

Answer 33

7 personnes (29 %) se sont rappelées, partiellement ou intégralement du faux événement après la lecture du livret.

Question 34

Vrai ou faux? Une fois que les fausses mémoires sont implantées, il est très
difficile de les différencier des vraies mémoires.

Answer 34

Vrai

Question 35

Pourquoi on s’intéresse au fausses mémoires?

Answer 35

Pour les applications thérapeutiques qui découlent de la malléabilité de la mémoire.

Question 36

Vrai ou faux? Si les rats reçoivent un inhibiteur de la synthèse protéique juste avant de subir le conditionnement, cela prévient la consolidation.

Answer 36

Vrai, car la synthèse des protéines est essentielle à la consolidation de la mémoire.

Question 37

Vrai ou faux? Les souvenirs sont susceptibles d’être altérés ou sélectivement supprimés, même après leur consolidation. Le dogme à l’époque étant qu’un souvenir consolidé était indélébile.

Answer 37

Vrai

Question 38

Vrai ou faux? La réactivation du souvenir le rend labile, exactement comme il l’était au moment où il s’est formé avant sa consolidation. Il doit ensuite être reconsolidé pour devenir un souvenir permanent.

Answer 38

Vrai

Question 39

Vrai ou faux? La réactivation d’un apprentissage rend sa trace labile et elle doit être reconsolidée. Le blocage de la reconsolidation par un antagoniste des récepteurs NMDA diminue l’apprentissage.

Answer 39

Vrai, chez les rats, il a été démontré qu’un bloqueur de la synthèse protéique injecté dans l’amygdale que le directement après
souvenir de peur soit réactivé. Des études subséquentes suggèrent que la « efface » leur souvenir.

Question 40

Qu’est-ce que le propanolol?

Answer 40

Le propranolol est un antagoniste des récepteurs β de la noradrénaline. C’est un bêta-bloquant; il inhibe les actions de la noradrénaline sur le système sympathique, l’amygdale et l’hippocampe.
> Il est utilisé dans le traitement de l’hypertension, l’anxiété et les attaques de panique

Question 41

Vrai ou faux? Le propranolol n’a pas d’effet
sur la performance des rats lorsque le souvenir n’a pas été réactivé. Par contre, le propranolol diminue la performance des rats qui ont eu une réactivation du souvenir de l’apprentissage.

Answer 41

Vrai, le propranolol bloque la reconsolidation de la trace mnésique.

Question 42

Vrai ou faux? En inhibant le système nerveux sympathique et l’activation de l’amygdale, le propranolol atténue la réponse émotionnelle des souvenirs traumatiques mais n’interfère pas avec la mémoire déclarative des événements.

Answer 42

Vrai, les souvenirs traumatisants sont donc ré-encodés de façon plus neutre.

Question 43

Quels sont les symptômes du stress post-traumatique?

Answer 43

• flashback, ou cauchemars
• hypervigilance (danger toujours présent)
• engourdissement émotionnel
• palpitations cardiaques, tremblements
• anxiété, dépression, insomnie, problèmes de concentration,

Question 44

Qu’est-ce que la thérapie de la reconsolidation mnésique?

Answer 44

C’est une psychothérapie brève. Elle n’efface pas les souvenirs mais atténue graduellement et durablement la charge émotionnelle du souvenir traumatique, permettant au patient de se libérer de ses troubles post-traumatiques. La méthode consiste en la prise d’un bétabloquant (le propranolol) associé à la réactivation du souvenir traumatique.

Question 45

Vrai ou faux? La réactivation artificielle de souvenirs positifs supprime les symptômes de dépression chez les rats.

Answer 45

Vrai, utilisé entre autres dans la
thérapie cognitivo-comportementale.

Question 46

«Les nouvelles découvertes sur la reconsolidation de la mémoire montrent que, malgré les apprentissages émotionnels tenaces, le cerveau a les mécanismes nécessaires pour remplacer les souvenirs troublants par de nouveaux.» Quels sont les étapes pour l’application clinique?

Answer 46

La préparation, la transformation et la vérification.