Un minuteur moléculaire, qui compte les secondes de rétention d'une pensée, vient d'être trouvé dans le thalamus. La mémoire de travail est un bloc-notes mental qui garde une information quelques secondes, le temps que nous lisions, calculions ou planifiions. Sa capacité est limitée, et avec le temps la trace s'efface. Mais ce qui fixe précisément cette limite temporelle est longtemps resté une énigme.
La réponse est venue du thalamus, un noyau sous-cortical qui relaie les signaux vers le cortex. C'est là qu'opère le récepteur Gpr12, longtemps considéré comme « orphelin » : on ignorait ce qui l'activait. Les chercheurs ont obtenu sa structure et y ont vu deux poches de liaison. L'une, classique ; l'autre, inhabituelle, latérale, dans la membrane. Il s'est avéré que la clé naturelle de ce récepteur est l'anandamide, un lipide de la famille des endocannabinoïdes.
L'anandamide se lie à Gpr12 par la poche latérale et déclenche dans les neurones thalamiques une suppression lente de l'AMPc, une molécule de signalisation intracellulaire. Cette suppression agit comme un sablier : elle dure exactement le temps pendant lequel l'animal retient l'information dans la tâche. Chez les souris à expression accrue de Gpr12, la suppression persistait à des délais de 30 et 60 secondes, alors que chez les témoins elle disparaissait déjà après 15 secondes.
Une mutation ponctuelle dans la poche latérale annulait à la fois la suppression de l'AMPc et l'amélioration de la mémoire, bien que l'activité basale du récepteur soit conservée. Après une charge cognitive, le taux d'anandamide dans le thalamus augmentait, tandis que celui des autres lipides ne changeait pas. L'administration d'anandamide aux souris améliorait la mémoire, mais restait sans effet chez les souris dépourvues de Gpr12. Chez les macaques, le blocage de la dégradation de l'anandamide améliorait lui aussi la mémoire de travail, et l'effet dépendait de la dose.
C'est la première fois qu'un mécanisme moléculaire est directement relié à un comportement sur des échelles de temps allant jusqu'à la minute. La découverte explique pourquoi le thalamus soutient les représentations corticales plus longtemps que le cortex lui-même : la production locale d'anandamide déclenche une suppression lente de l'AMPc, qui fait office de minuteur. La poche latérale de Gpr12 est une cible toute trouvée pour des médicaments destinés à améliorer la mémoire de travail dans la schizophrénie, le TDAH et les troubles liés à l'âge.
L'anandamide tire son nom du mot sanskrit « ananda », qui signifie béatitude ou joie. C'est le même lipide qui active les récepteurs cannabinoïdes CB1, mais dans le thalamus il agit sur un tout autre récepteur, Gpr12, et au lieu de détériorer la mémoire, il l'améliore.
L'idée d'un minuteur moléculaire qui compte les secondes de maintien de l'information fait écho au concept de « chronomètre mental » du roman de Ted Chiang « L'Histoire de ta vie », où le temps de la perception et de la mémoire joue un rôle clé. Au sens large, le contrôle de la durée de la mémoire de travail rappelle les technologies de « Total Recall » de Philip K. Dick, sauf qu'ici, au lieu d'implants, c'est un lipide endogène.
Non publié sur arXiv. Voici sa page, le PDF et la formalisation : vous pouvez vérifier vous-même, pas seulement lire notre analyse.