Une neuroprothèse qui restaure (en partie) la mémoire - Sciences et Avenir

En rouge, l'hippocampe, zone du cerveau impliquée dans la mémoire.

Grâce à un implant cérébral, une “prothèse de mémoire” a permis d'améliorer la mémorisation chez une vingtaine de patients, donc certains souffrant de lésions cérébrales, rapportent des travaux américains publiés dans Frontiers in Human Neuroscience. Les performances de ce dispositif capable de mimer l'activité du cerveau pendant l'encodage d'un souvenir laissent l'équipe espérer un futur développement permettant de retarder la survenue des démences.

L’hippocampe, première zone cérébrale lésée dans les troubles de la mémoire

“Le principal mode de perte de mémoire dans les premiers stades de la maladie d'Alzheimer est la perte de la capacité à former de nouveaux souvenirs”, explique le neuroscientifique Robert Hampson, de la Wake Forest University School of Medicine (Etats-Unis) et qui a dirigé ces nouveaux travaux. En cause, la fonction de l'hippocampe, zone du cerveau responsable de l'encodage de nouveaux souvenirs. Gravement affecté dans la maladie d'Alzheimer, l'hippocampe est également lésé dans la maladie de Parkinson, épilepsie, traumatismes crâniens ou AVC liés à des troubles de la mémoire - et en particulier la faculté à former de nouveaux souvenirs. “En fait, des lésions spécifiques des cellules de l'hippocampe imitent bon nombre des caractéristiques de ces maladies”, précise le scientifique.

A l'origine, le dispositif mis au point par les scientifiques visait à pallier les pertes de mémoire dues aux lésions cérébrales traumatiques subies par les forces militaires, dans le cadre du projet RAM de l'Agence de défense américaine (DARPA). Objectif : rendre leur mémoire aux combattants, pour leur permettre de reprendre du service ou d'améliorer la qualité de vie des vétérans. “La DARPA nous a demandé d'étudier spécifiquement si la technique fonctionnait dans le cas de pertes de mémoire liées à des lésions cérébrales traumatiques ou à des commotions cérébrales répétées”, précise Robert Hampson.

Des électrodes qui miment l’activité électrique de l’hippocampe

Cette technique à laquelle le neuroscientifique fait référence consiste à reproduire les impulsions électriques produites par l'hippocampe pendant l'encodage d'un nouveau souvenir à l'aide d'une électrode implantée dans le cerveau. Les 24 patients de l'étude étaient déjà équipés d'électrodes pour étudier et traiter leur épilepsie réfractaire aux médicaments, et certains souffraient en sus de lésions cérébrales. Chaque sujet regardait une image, qu'il devait ensuite reconnaître 15 à 90 minutes plus tard – on parle alors de mémoire à long terme – parmi d'autres semblables. Alors qu'ils regardaient l'image pour la première fois, les électrodes s'activaient. Connectées à un stimulateur lui-même contrôlé par un modèle développé au fil des années, elles reproduisaient les signaux électriques naturellement produits par l'hippocampe lors de l'encodage de nouveaux souvenirs.

Jusqu’à 50% d’amélioration de la mémoire

Résultat, "notre stimulation structurée de l'hippocampe pendant l'encodage améliore le rappel et la reconnaissance jusqu'à 90 minutes plus tard", pointe Robert Hampson, enthousiaste. Mieux, plus le déficit de mémoire préexistant est important, plus la stimulation est efficace, avec une amélioration allant jusqu'à 50% chez certains sujets. Ainsi, la stimulation de l'hippocampe pour faciliter l'encodage du souvenir était plus bénéfiques aux épileptiques avec une lésion cérébrale qu'aux autres. Un degré de réussite que Robert Hampson qualifie de "surprenant". "Il s'agit d'une amélioration profonde de la restauration de la fonction de mémoire."

Le scientifique insiste sur la notion de restauration de la fonction perdue, par opposition à une amélioration qui dépasserait les capacités normales de l'être humain. "Notre objectif est d'être en mesure d'arrêter le déclin de la fonction de mémoire - d'ajouter une qualité de vie et des années plus productives aux patients atteints de la maladie d'Alzheimer", conclut Robert Hampson. Et fournir la science de soutien qui peut "réparer la mémoire défaillante" chez tous les individus. Prochaine étape : déterminer les paramètres qui augmentent les chances de succès du dispositif afin de l'appliquer au plus grand nombre.