La mémoire se situe-elle dans l’hippocampe ?

La mémoire est un sujet passionnant pouvant être étudié par les neuroscientifiques. Les sciences cognitives, réseau vaste de disciplines s’intéressant à la cognition allant de la Psychologie aux Sciences computationnelles, s’intéressent (entre autres) aux processus cognitifs.

Il existe, comme dans toute discipline, certains mythes autour des connaissances que nous avons sur le fonctionnement du cerveau et de la cognition.

Ces mythes peuvent parfois sembler pertinents, même évidents. Mais il s’agit bien souvent d’hypothèses simplistes reposant sur une compréhension très parcellaire du sujet.

Nous commençons aujourd’hui par le mythe de la « zone cérébrale » de la mémoire. Zone dont le nom n’est pas sans rappeler celui d’un certain poisson issu de la famille des Syngnathidae. N’en disons pas plus pour le moment et intéressons-nous à l’idée même d’une « zone cérébrale ».

Localiser les zones cérébrales : la quête des
localisationnistes

Le localisationnisme est un courant des neurosciences qui « défend l’existence de centres individualisés dans le cerveau, spécialisés dans une fonction précise » (Lechevalier, 2008). Autrement dit, selon cette théorie le cerveau peut se diviser en différentes zones cérébrales effectuant chacune des fonctions bien précise de manière individualisée.

Le localisationnisme prend racine au sein de différents courants de pensée. Cependant, celui qui l’illustre probablement le plus est la phrénologie.

Cette discipline, issue des travaux d’un anatomiste Allemand nommé Franz Gall (1758-1828), prétendait que « le cerveau était constitué de plusieurs organes indépendants qui sous-tendaient les diverses facultés mentales, morales et intellectuelle » (Eustache, Faure & Desgranges, 2018)

Il y avait donc une zone du cerveau pour chacune des aptitudes morales ou intellectuelles. On pouvait même, selon cette discipline, évaluer l’intelligence ou la sagesse d’un individu en mesurant la circonférence et l’allure de son crâne !

Bien entendu, le localisationnisme ne s’est pas arrêté aux travaux issus de la phrénologie mais a trouvé son essor dans des recherches scientifiques célèbres comme celle de Paul Broca. Ce dernier donna son nom à l’aire cérébrale impliquée dans la production du langage suite à des expériences et à une autopsie réalisées auprès d’un patient lésé au niveau du lobe frontal gauche.

Le localisationnisme n’est pas mort, il a d’ailleurs eu le vent en poupe avec les avancées des neurosciences et la vulgarisation de ces dernières.

 Il existe d’ailleurs encore aujourd’hui certains neuroscientifiques adoptant une vision localisationniste. Cependant, comme nous le verrons, d’autres scientifiques adoptent de plus en plus une autre façon de voir les choses notamment grâces aux recherches sur les réseaux de neurones.

L’hippocampe : la zone de la mémoire ?

Dans le domaine de la mémoire, en suivant la théorie localisationniste, nous pouvons identifier une zone : l’hippocampe. N’avez-vous jamais entendu dire ici ou là « l’hippocampe, zone de la mémoire » ?

Bien qu’il soit vrai que celle-ci joue un rôle clé dans le processus de mémorisation, de nombreuses études le montrent, elle est en réalité une composante d’un système bien plus vaste.

L’hippocampe n’est donc pas le centre de la mémoire ?

Pour comprendre pourquoi cette idée est erronée (au moins en partie) il faut s’entendre sur le fait qu’il n’existe pas une mémoire mais DES mémoires.

Pour faire simple, il existe la mémoire à court terme (ou mémoire de travail) et la mémoire à long terme.

La mémoire à court terme consiste à stoker des informations de manière très brève tandis que la mémoire à long terme garde l’information sur une durée bien plus longue.

Bien entendu, il existe différents types de mémoire à long terme et différentes manières de définir la mémoire à court terme, certains chercheurs défendent même l’idée d’une mémoire de travail à long terme, une sorte de mémoire hybride !

Donc, pour faire simple disons : mémoire à court terme, mémoire à long terme. Figurez vous que ces deux mémoires ne mobilisent pas le même circuit cérébral et sont  indépendantes l’une de l’autre.

La mémoire à court terme ne se transforme pas en mémoire à long terme, il s’agit bien de deux systèmes différents (Baddeley, 2007 ; Jonides et al., 2008).

Le cas de la mémoire à long terme : le circuit de Papez

Le circuit de Papez ici concernant le domaine de la production d’émotions

Lorsque l’on parle de mémorisation on fait alors le plus souvent référence à la mémoire à long terme. Justement, les chercheurs se sont intéressés à la manière avec laquelle notre cerveau crée un souvenir.

La plupart des travaux s’appuient sur le circuit de Papez.

Ce circuit est utilisé dans la formation et la consolidation des souvenirs (mais aussi dans l’émotion, mais c’est un autre sujet).

On l’appelle également le circuit Tractus hippocampo-mammillo-thalamo-cingulaire. Oui, tout ça.

D’ailleurs, pour se souvenir des composantes de ce circuit, il existe un moyen mnémotechnique (en anglais) : MATCH pour M (mammillary bodies : les corps mamillaires) A (antérieur) T (thalamus) C (cingulate Gyrus : Gyrus cingulaire) H (hippocampus :hippocampe).

Sans entrer dans les détails anatomiques de ce circuit, nous voyons bien qu’il s’agit là d’un circuit complexe faisant passer une information dans différentes zones cérébrales, la zone temporale interne et le système limbique notamment.

Donc même si l’on retrouve notre amie l’hippocampe, cette dernière n’est qu’un élément (sans sous-estimer son importance) parmi bien d’autres impliqués dans le vaste circuit de Papez.

Et, par ailleurs, le circuit de Papez est le circuit « principal » qui est observé lors d’un processus de mémorisation (via IRM par exemple) ce qui ne veut pas dire que d’autres zones ne sont pas impliquées !

Du localisationnisme au connexionnisme : les réseaux neuronaux

Nous avons parlé du localisationnisme, mais il existe son concurrent : le connexionnisme. Ce dernier repose sur le postulat inverse de son adversaire.

 Ainsi, il n’existerait pas de zones cérébrales indépendantes qui traiteraient l’information de manière isolée mais au contraire, de vastes réseaux de neurones s’activant lors de la réalisation d’une tâche donnée.  

Ces circuits se modifient en fonction de l’expérience vécue via une confrontation avec l ‘environnement (Changeux, 1983).

Ainsi, le cerveau n’est pas une boite isolée de l’environnement extérieur et composée de petits programmes localisés qui s’activent de manière indépendante. Il s’agit au contraire d’un organe qui interagit avec l’environnement, qui se modifie et qui est composé de réseaux complexes de neurones.

Voilà pourquoi dire qu’il existe « une zone de la mémoire » ou de tout autre chose est une simplification abusive de ce qu’est réellement le cerveau et de la manière dont il fonctionne.

 Nous avons pris ici l’exemple de la mémoire mais la littérature populaire regorge de simplifications similaires (zone de la peur : amygdale, zone de l’intelligence : cortex frontal etc.).

Face à ces simplifications restons prudents et rappelons-nous de la complexité des circuits neuronaux qui font la beauté de notre cerveau, bien loin des simplifications abusives.

Sources

Bernand Lechevalier : traité de neuropsychologie clinique (2008) chapitre 3 : Localisationnisme et associationnisme.

Francis Eustache Sylvane Faure Béatrice Desgranges : Manuel de Neuropsychologie (5ème édition, 2018)

Baddeley, A.D. (2007). Working memory , tought and action. New York, NY : Oxford University Press.

Jonides, J., Lewis, R, L., Nee, D. E., Lusting, C. A., Berman, M.G., & Moore, K.S. (2008). The mind and brain of short-term memory. Annual Review of Psychology, 59, 193-224.

Jean-Pierre Changeux : L’homme neuronal (1983).

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