Résumé :
Les dernières recherches menées par des chercheurs scientifiques montrent que la pratique répétée ne suffit pas à elle seule à garantir la maîtrise d'une nouvelle compétence. Les mouvements nouvellement pratiqués doivent être stabilisés grâce au processus de consolidation de la mémoire après l'entraînement.
Une équipe de recherche scientifique dans le domaine de la physiologie cérébrale des hyperréseaux de l'université de Tohoku au Japon a récemment découvert, lors d'expériences sur des souris, que la stimulation du nerf vague après un entraînement peut permettre aux animaux de laboratoire de montrer des effets d'apprentissage moteur plus puissants au cours des prochains jours. Les résultats révèlent que la communication entre les organes internes et le cerveau pourrait jouer un rôle clé dans la formation des capacités d’apprentissage à long terme.
En tant que voie importante reliant le corps et le cerveau, le nerf vague est responsable de la transmission des informations sensorielles viscérales au cerveau et de l'émission d'instructions cérébrales pour réguler les fonctions physiologiques telles que la fréquence cardiaque et la digestion. Cliniquement, la stimulation du nerf vague est souvent utilisée pour traiter certaines maladies neurologiques. La plupart des études précédentes se sont concentrées sur la manière dont cette thérapie régule le système des neurotransmetteurs, mais cette dernière étude a découvert une autre voie par laquelle le corps affecte le cerveau.
Dans cette expérience, les chercheurs ont implanté des électrodes à micro-manchette dans le nerf vague du cou gauche de souris et les ont entraînées aux mouvements oculaires à réponse optocinétique horizontale dépendant du cervelet. Cette tâche nécessite que les souris suivent plus précisément les bandes en mouvement, de la même manière que les mouvements oculaires volontaires des personnes debout sur le quai et observant les wagons qui passent. Il convient de noter que l’équipe de recherche scientifique n’a appliqué la stimulation du nerf vague qu’après chaque séance d’entraînement. La stimulation n’a pas entraîné d’amélioration immédiate des performances lorsque les souris pratiquaient, mais ses bénéfices ont progressivement émergé lors des tests ultérieurs, et les souris qui ont reçu la stimulation ont conservé un apprentissage et une mémoire à long terme significativement plus forts pendant plusieurs jours.
L'équipe de recherche a souligné que ce résultat indique que la stimulation neuronale post-entraînement cible le processus responsable de la protection et de la consolidation de la mémoire motrice après la pratique, plutôt que d'aider directement à l'exécution de la tâche en cours. Le professeur Hiroshi Matsui de l'Université de Tohoku a déclaré que le cœur de l'expérience était que la stimulation n'était effectuée qu'après l'entraînement, ce qui suggère que la stimulation du nerf vague pourrait ouvrir une fenêtre d'opportunité potentielle pour améliorer l'apprentissage en rendant le microenvironnement cérébral plus réceptif aux changements à long terme.
Afin d'explorer les mécanismes physiques et physiologiques sous-jacents, l'équipe de recherche a utilisé la photométrie par fibre pour mesurer les changements dynamiques du volume sanguin à proximité de la zone du flocculus cérébelleux étroitement liée à la tâche d'apprentissage. La surveillance a révélé qu'une seule stimulation du nerf vagal peut déclencher une réponse biphasique dans les vaisseaux sanguins cérébraux, c'est-à-dire une augmentation retardée du volume sanguin local après une brève diminution. Une stimulation répétée induit des oscillations rythmiques du volume sanguin local. L’amplitude de cette fluctuation du flux sanguin était également cruciale. Les souris qui présentaient une plus grande amplitude d'oscillations des vaisseaux sanguins avaient tendance à présenter une meilleure rétention de la mémoire lors du test d'apprentissage du cinquième jour.
Cette association suggère que la stimulation du nerf vague peut contribuer à la consolidation de la mémoire, en partie en remodelant l'environnement métabolique autour des circuits cérébraux régulés pendant l'entraînement. Chen Junyu, le premier auteur de l'article, a déclaré que le cerveau humain pourrait être beaucoup plus profondément affecté par l'état interne du corps qu'on ne l'imagine. En régulant l'environnement métabolique du cerveau, y compris les mouvements vasculaires rythmiques, il pourrait être possible de stimuler le potentiel d'apprentissage initialement endormi dans le futur. L’équipe de recherche continuera d’optimiser le protocole de stimulation et de clarifier davantage le mécanisme de l’axe cerveau-corps dans le soutien de la neuroplasticité à long terme.
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