Cette étude de scientifiques du NIH confirme qu’une fois au repos, le cerveau rejoue à plusieurs reprises des souvenirs compressés de ce qui vient d'être appris. Ainsi, prendre de courtes pauses aide notre cerveau à consolider de nouvelles compétences. Ce mécanisme décrit dans les Cell Reports, soutient que certaines formes de la mémoire reposent sur la relecture de l'activité neuronale. La manipulation de cette activité de relecture pendant le repos éveillé pourrait ainsi être un outil puissant pour aider les individus à acquérir de nouvelles compétences plus rapidement ou faciliter la rééducation après un AVC.
Les chercheurs du National Institutes of Health cartographient ici l'activité cérébrale de participants, en bonne santé, au cours de l’apprentissage d’une nouvelle compétence et constatent que prendre de courtes pauses est la clé de l'apprentissage. Pendant ce temps de repos, le cerveau des participants rejoue à plusieurs reprises et à toute vitesse, l'activité observée pendant la tâche d’apprentissage. Et plus le processus est rejoué, meilleur est le score de mémoire du participant, au cours des séances d'entraînement suivantes.
Le repos renforce les souvenirs
Ces résultats soutiennent l'idée que le repos éveillé joue un rôle tout aussi important que l'apprentissage lui-même. Durant ce temps de repos, le cerveau comprime et consolide les données associsé à l’apprentissage, explique l’auteur principal, le Dr Leonardo G. Cohen, chercheur au National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS/NIH).
Comprendre ce rôle de relecture neuronale : l'équipe utilise une technique de balayage hypersensible, appelée magnétoencéphalographie, pour enregistrer les ondes cérébrales de 33 participants droitiers en train d’apprendre un code. Le sujet visionnait un code sur un écran et il devait le taper autant de fois que possible pendant 10 secondes, puis faire une pause de 10 secondes. Ce cycle d'alternance de séances d'apprentissage et de repos a été répété 35 fois. L’expérience montre que :
- Au cours des premières tentatives, la vitesse à laquelle les sujets tapent correctement le code s’améliore ;
- Puis elle se stabilise au 11è cycle environ.
L'étude:
lors d'une précédente expérience, l'équipe avait déjà constaté que la plupart de ces gains de vitesse se réalisaient plutôt après de courts repos, et non pendant que les participants étaient en train de taper. Ces gains apparaissaient supérieurs à ceux obtenus après une nuit de sommeil et étaient corrélés à une diminution de la taille des ondes cérébrales, appelées ondes bêta.
Dans cette nouvelle étude, à l’aide d’un programme informatique, l'équipe a pu déchiffrer à nouveau l'activité des ondes cérébrales associée à la saisie de chaque code au cours du test. Cette nouvelle analyse révèle qu’une version beaucoup plus rapide soit environ 20 fois plus rapide de l'activité cérébrale observée pendant la frappe est rejouée pendant les périodes de repos :
- au cours des 11 premiers cycles, ces versions compressées sont rejouées plusieurs fois – environ 25 fois – par période de repos ;
- la fréquence de répétition pendant les périodes de repos prédit le degré de consolidation de la mémoire : en d'autres termes, les sujets dont le cerveau a rejoué l’exercice de frappe plus souvent présentent des améliorations de performance plus importantes après chaque cycle.
- la répétition de la séquence durant la période de repos éveillé est un bon prédicteur de la variabilité dans la qualité de l’apprentissage entre les participants.
Quelles zones cérébrales ? comme prévu, l'équipe constate que cette activité de relecture se produit souvent dans les zones sensorimotrices du cerveau, responsables du contrôle des mouvements (nécessaires dans l’exercice de frappe) mais aussi dans d'autres régions du cerveau, l'hippocampe et le cortex entorhinal- qui confirment ainsi un rôle clé dans la mémoire. Ces régions communiquent rapidement avec le cortex sensorimoteur au cours de l'apprentissage.
Cette meilleure compréhension de l'activité de relecture suggère que pouvoir la manipuler pendant le repos éveillé pourrait favoriser l’acquisition de nouvelles compétences mais aussi participer à la stratégie de récupération post-AVC.
Source: Cell Reports June 8, 2021 DOI: 10.1016/j.celrep.2021.109193 Consolidation of human skill linked to waking hippocampo-neocortical replay
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