Acquisition, stockage, restitution et dynamique des phases de mémoire

En 2004, Yu et ses collègues (Yu, Ponomarev et al., 2004) ont conditionné des mouches transgéniques exprimant la synapto-pHluorin au niveau des PN pour pouvoir observer les conséquences de l’apprentissage sur l’activité du cerveau. Ils ont placé ces mouches en contention dans un cône de pipette, puis ils ont retiré la cuticule, et placé l’animal vivant, le crâne ouvert, sous un microscope confocal pour pouvoir ainsi observer l’activité de la pHluorin in vivo (Ng, Roorda et al., 2002). Ils ont ensuite présenté de manière simultanée ou non l’odeur octanol et les chocs électriques. Puis ils représentent de nouveau l’octanol, et enregistrent les variations d’activité en fonction du protocole utilisé. Ils ont pu ainsi quantifier le relargage synaptique de ces neurones PN au niveau des glomérules des lobes antennaires avant et après conditionnement. Chez des mouches naïves, les odeurs sont représentées par la stimulation de différents groupes de PN qui projettent sur les glomérules. Chez les mouches conditionnées, les odeurs sont également représentées par les mêmes groupes de PN, mais auxquels s’ajoutent d’autres PN. Le conditionnement, qui abouti normalement à un apprentissage, semble ainsi recruter d’autres activités synaptiques de PN qui ne répondent initialement pas au conditionnement (choc+odeur). La représentation de ce CS induit des changements synaptiques qui sont plutôt d’ordre quantitatif que qualitatif. Cette trace mnésique a une très courte durée de vie de 5 à 7min et pourrait représenter la MCT. Ces résultats sont en parfaite corrélation avec ceux obtenus il y a plus de 20 ans par Erber et Menzel en 1980 (Erber et al., 1980). Grâce à une sonde froide, ils ont réussi à inactiver certaines régions du cerveau de l’abeille après un conditionnement, induisant un réflexe d’extension du proboscis. Une amnésie partielle est générée si les lobes antennaires sont inactivés dans une fenêtre de 3min après conditionnement.

Les corps pédonculés sont le site majeur de la formation de la mémoire olfactive

Il y a une accumulation d’évidences directes qui soutiennent l’idée que les corps pédonculés ont un rôle majeur dans la mémoire olfactive. Depuis les expériences avec l’hydroxy-urée de De Belle et Heisenberg en 1994 (de Belle and Heisenberg 1994), de nombreuses autres équipes ont essayé d’aller plus en détails pour comprendre leur rôle exact dans la formation de la mémoire. Pour déterminer l’importance des neurones des corps pédonculés, Dubnau et ses collaborateurs, ainsi que les équipes de Ron Davis et de Tim Tully, ont utilisé un transgène thermosensible Shits (McGuire, Le et al., 2003). Celui-ci permet de bloquer au moment désiré, grâce à un passage à 30°C, les transmissions synaptiques des neurones sous le contrôle d’un promoteur. Il est alors possible de bloquer ces neurones, soit pendant l’acquisition, soit pendant le stockage, soit pendant la restitution de l’information.  Lorsque des mouches exprimant ce transgène au niveau des corps pédonculés sont entraînées puis testées à température restrictive, la formation de la mémoire olfactive est bloquée. Par contre si ce blocage intervient seulement durant l’apprentissage, ou durant l’étape de consolidation, et plus au cours de l’étape de restitution (le test), les mouches exprimant le promoteur et le transgène ne présentent pas des scores différents de ceux des contrôles. Par contre, si les neurones de sortie des corps pédonculés sont bloqués au moment du test, une chute significative est observée comme présenté sur la figure 11 (Dubnau, Graby et al., 2001 ; McGuire, Le et al., 2001). La transmission synaptique depuis les CPs est donc nécessaire pour la restitution. De plus comme le blocage des neurones durant le conditionnement ou la consolidation n’affecte pas les scores de mémoire, on peut considérer que ces mêmes neurones de sortie ne sont pas nécessaires durant ces étapes. Il ne semble à priori pas y avoir de boucle retour sur ces neurones. Enfin, pour spécifier quels sont les lobes est exprimé dans tous les neurones des corps pédonculés. A la lumière de ces résultats il semble que l’information soit stockée dans ces lobes.