Dans le cerveau de chacun d'entre nous existe un réseau invisible qui maintient les neurones en place et leur dicte les règles de la communication. Ce réseau, c'est la matrice extracellulaire, l'environnement protéique des cellules. Dans la jeunesse, elle est souple comme un élastique neuf et permet aux connexions entre neurones de se réorganiser facilement lorsque nous apprenons du nouveau. Mais avec l'âge, quelque chose change : l'élastique durcit et la mémoire commence à patiner. On a longtemps cru que les neurones eux-mêmes étaient en cause, mais une nouvelle étude désigne d'autres suspects : les oligodendrocytes, des cellules auxiliaires.
Les oligodendrocytes sont connus pour envelopper les fibres nerveuses d'une gaine isolante qui accélère la transmission des signaux. Cependant, ils sécrètent aussi des protéines de la matrice, et avec l'âge ce processus échappe à tout contrôle. Les chercheurs ont comparé les hippocampes de souris jeunes (3 mois) et âgées (24 mois) et ont découvert que chez les âgées, les oligodendrocytes produisent beaucoup plus d'une protéine précise : HAPLN2. Cette protéine agit comme une colle : elle agglomère la matrice au niveau des nœuds de Ranvier, ces portions dénudées de la fibre nerveuse où l'influx saute d'un segment au suivant. Chez les personnes âgées, le taux de HAPLN2 dans l'hippocampe est lui aussi élevé, surtout dans les zones responsables de la mémoire.
Pour vérifier si le lien entre la colle et la mémoire n'était pas fortuit, les chercheurs ont mené une expérience directe. À de jeunes souris, ils ont fait augmenter le taux de HAPLN2 dans les oligodendrocytes à l'aide d'un virus : les animaux ont alors moins bien mémorisé la position de la plateforme dans un labyrinthe aquatique et moins bien reconnu les objets nouveaux. Puis, chez des souris âgées, ils ont au contraire réduit cette protéine grâce à un autre virus. La mémoire des animaux âgés s'est améliorée : ils faisaient moins d'erreurs dans le labyrinthe, et les neurones de la région CA3 de l'hippocampe devenaient moins excitables. L'activité des cellules immunitaires du cerveau, elle, n'a pas changé, ce qui signifie que l'effet n'est pas lié à une inflammation.
Le résultat est surprenant parce qu'il montre que les oligodendrocytes ne se contentent pas de subir le vieillissement : ils le pilotent activement. Ils sécrètent trop de colle, et le réseau souple de la mémoire se rigidifie. En réduisant le taux d'une seule protéine, les chercheurs ont réussi à assouplir ce réseau et à rendre aux souris âgées une part de leur jeunesse cognitive.
Aujourd'hui, HAPLN2 peut être considérée comme une cible pour mettre au point des médicaments contre les troubles de la mémoire liés à l'âge et, peut-être, contre les maladies neurodégénératives. La colle qui a durci peut être dissoute : le réseau de la mémoire redeviendra alors souple, comme dans la jeunesse.
Les nœuds de Ranvier, où s'accumule HAPLN2, sont des intervalles de la gaine de myéline longs d'environ un micromètre. C'est là que l'influx nerveux « saute », gagnant ainsi des dizaines de fois en vitesse. Chez les personnes âgées, ces segments deviennent moins nombreux et le signal ralentit.
Dans le roman de Greg Egan « La Cité des permutations », les personnages pilotent leur propre biochimie pour changer de personnalité. Les manipulations de la matrice extracellulaire, comme dans ce travail, constituent le premier pas vers une action sur la mémoire passant par l'environnement moléculaire des neurones plutôt que par les neurones eux-mêmes.
Non publié sur arXiv. Voici sa page, le PDF et la formalisation : vous pouvez vérifier vous-même, pas seulement lire notre analyse.