Alors que l’architecture et l’organisation générales du cerveau humain sont universelles, de nouvelles recherches montrent comment les différences entre la façon dont les gens réinventent des scénarios communs peuvent être observées dans l’activité cérébrale et quantifiées. Ces signatures neurologiques uniques pourraient finalement être utilisées pour comprendre, étudier et même améliorer le traitement de troubles tels que la maladie d’Alzheimer.




« Lorsque les gens imaginent des forms d’événements similaires, chaque personne le fait différemment parce qu’elle a des expériences différentes », a déclaré Feng (Vankee) Lin, Ph.D., R.N. « Nos recherches démontrent que nous pouvons décoder les informations complexes dans le cerveau humain liées à la vie quotidienne et identifier les » empreintes digitales « neuronales qui sont uniques à l’expérience mémorisée de chaque individu. Lin est professeur agrégé à l’Institut des neurosciences de l’Université de Rochester Del Monte et co-auteur de l’étude publiée dans la revue Nature Communications.

Les souvenirs créent des empreintes digitales qui révèlent comment le cerveau est organisé

Dans l’étude, les chercheurs ont demandé à 26 individuals de se rappeler des scénarios courants, tels que conduire, assister à un mariage ou manger au cafe. Les scénarios étaient suffisamment larges pour que chaque participant les réinvente différemment. Par exemple, lorsque des chercheurs ont demandé à des volontaires de se souvenir et de décrire de façon vivante une occasion de danse, une personne se souvient peut-être d’avoir vu sa fille participer à un récital de danse, tandis qu’une autre peut s’imaginer danser à une Bar Mitzvah.


Les descriptions verbales des individuals ont été mises en correspondance avec un modèle linguistique informatique qui se rapproche de la signification des mots et crée une représentation numérique du contexte de la description. On leur a également demandé d’évaluer certains elements de l’expérience dont ils se souvenaient, comme la force avec laquelle elle était associée au son, à la couleur, au mouvement et aux différentes émotions.

Les volontaires de l’étude ont ensuite été placés dans une IRM fonctionnelle (IRMf) et invités à réinventer l’expérience pendant que les chercheurs mesuraient quelles zones du cerveau étaient activées. En utilisant les données de l’IRMf et les descriptions et évaluations verbales du sujet, les chercheurs ont pu isoler les modèles d’activité cérébrale associés aux expériences de cette personne. Par exemple, si le participant imaginait conduire à travers une lumière rouge dans le scénario, les zones du cerveau associées au rappel de mouvement et de couleur seraient activées. À l’aide de ces données, les chercheurs ont construit un modèle fonctionnel du cerveau de chaque participant, créant essentiellement une signature unique de leur activité neurologique.

Les chercheurs ont pu identifier plusieurs zones du cerveau qui ont servi de plaques tournantes pour le traitement des informations à travers les réseaux cérébraux qui contribuent à rappeler des informations sur les personnes, les objets, les lieux, les émotions et les sensations. L’équipe a également pu observer comment les modèles d’activation au sein de ces réseaux différaient à un niveau individuel en fonction des détails des souvenirs et de l’imagination de chaque personne.

« L’un des objectifs de la science cognitive est de comprendre remark les souvenirs sont représentés et manipulés par le cerveau humain », a déclaré Andrew Anderson, Ph.D., avec l’Institut Del Monte pour les neurosciences et co-auteur de l’étude. « Cette étude montre que l’IRMf peut mesurer l’activité cérébrale avec un sign suffisant pour identifier des différences interpersonnelles significatives dans la représentation neuronale d’événements imaginés complexes qui reflètent l’expérience unique de chaque individu. »

En plus d’élargir notre compréhension de la façon dont le cerveau est mis en réseau, les auteurs soulignent que bon nombre des régions clés qu’ils ont identifiées ont tendance à décliner en fonction à mesure que nous vieillissons et sont vulnérables à la dégénérescence qui se produit dans des maladies comme la maladie d’Alzheimer. Les résultats pourraient conduire à de nouvelles façons de diagnostiquer et d’étudier les problems associés à des déficits irréguliers de la mémoire, y compris la démence, la schizophrénie et la dépression, et peut-être même de personnaliser les traitements et de prédire quelles thérapies seront les plus efficaces.

L’étude a été financée avec le soutien du Nationwide Centre for Advancing Translational Sciences des National Institutes of Well being et de l’URMC Clinical the Translational Science Institute.