Pourquoi le cerveau enregistre-t-il nos souvenirs dans l’ordre chronologique ?

Si vous vous remémorez votre déjeuner, vous vous souviendrez avoir mangé le dessert après le plat principal. Vous pourrez même vous souvenir des détails dans le déroulé du repas — un appel téléphonique vous a interrompu quand vous découpiez une tomate, par exemple. Il en va de même pour vos vacances, pour votre dernière réunion au boulot, et tant d’autres moments inscrits dans votre mémoire. C’est la mémoire épisodique. Elle est chronologique. Les souvenirs sont enregistrés et remémorés, la plupart du temps, dans l’ordre dans lequel ils sont réellement advenus. Voilà qui parait tout à fait évident. Mais comment l’expliquer ? D’où nous vient cette notion si basique du temps ?

C’est à cette question que s’est attaqué un groupe de recherche en neurosciences. Les résultats ont été publiés le 28 juin 2021 dans JNeurosci et ils impliquent l’existence de « cellules temporelles » dans notre cerveau.

Le flux temporel est enregistré par époques

« Une caractéristique indispensable de la mémoire épisodique est notre capacité à rassembler temporellement différents éléments d’une expérience en un souvenir cohérent. Les ‘cellules temporelles’ de l’hippocampe — des neurones qui représentent les informations temporelles — pourraient jouer un rôle essentiel dans ce processus », explique le papier de recherche. Ces cellules seraient à percevoir comme une sorte de colle ou de fil de couture, structurant notre vécu sous la forme d’un souvenir chronologiquement cohérent. Leur présence a d’ores et déjà été démontrée chez des rongeurs, tels que des rats, mais une étude approfondie est plus compliquée chez les êtres humains.

Pourquoi nos souvenirs sont-ils dans l'ordre chronologique dans notre mémoire ?

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Pour décrypter ce mécanisme, les neuroscientifiques à l’origine de cette étude se sont reposés sur des microélectrodes implantées au niveau de l’hippocampe de 15 patients épileptiques. Ces dispositifs servent à surveiller l’activité électrique du cerveau. S’il a été fait appel à des patients épileptiques, c’est parce que le dispositif d’électrodes était déjà présent pour surveiller l’origine des crises d’épilepsie ; il n’y avait donc pas besoin de réaliser une opération invasive spécifiquement dédiée à l’avancée de ces recherches.

Dans le cadre de l’expérimentation, les patients ont été mis face à des séries d’images, qu’ils devaient mémoriser dans l’ordre. Puis, les images étaient présentées à nouveau, et l’on demandait aux patients de prédire certaines images dans une suite qui avait déjà été montrée. Les électrodes ont alors permis de voir que les « cellules temporelles » situées dans l’hippocampe se déclenchaient pendant la présentation des images « à des moments successifs », mais aussi pendant les pauses entre les images, et lors des moments où il était demandé de faire des prédictions d’images déjà montrées.

Ces résultats suggèrent donc bien qu’au sein de l’hippocampe se trouve une activité cérébrale sous forme de « flux temporel » permettant de découper les souvenirs en « époques » distinctes. C’est un processus interne, qui se déroule en dehors de stimuli extérieurs, car cela a lieu même pendant des périodes de pause. Les neuroscientifiques à l’origine de l’étude décrivent cela comme une sorte de voyage dans le temps mental : les cellules temporelles sont des bornes internes qui assemblent le « quoi » et le « où » avec un « quand ».

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