Bases moléculaires de la mémoire à long terme déclarative
Potentialisation à long terme ou PLT (2)

La potentialisation à long terme ou PLT, dans un premier temps, augmente la force et la durée du potentiel d'action dans le neurone postsynaptique.

PLT : synthèse de récepteurs et de dendrites

Mise en évidence

Une expérience célèbre a montré que le passage en mémoire à long terme implique la synthèse de nouvelles protéines.

On apprend à des souris à tourner à droite ou à gauche dans un labyrinthe en T. Certaines souris reçoivent un inhibiteur de la synthèse protéique une heure avant ou tout de suite après l'expérience.

1. Les deux groupes apprennent correctement la tâche et répondent parfaitement peu après, i.e. la mémoire à court terme est bonne.

2. Quand elles sont testées plusieurs heures après :

• les souris témoins répondent normalement ;
• les souris ayant reçu l'inhibiteur ont un déficit très important de cette mémoire à long terme.

• Cette synthèse doit être effectuée pendant l'activité synaptique précise, i.e. dans ce cas, l'application de la sérotonine sur les neurones modulateurs.
• Ce qui explique que les inhibiteurs de la synthèse protéique sont efficaces avant ou juste après l'apprentissage.

Mécanisme d'action

Qui dit synthèse protéique dit activation de gènes !

1. La CaM kinase II, non seulement s'autophosphoryle et phosphoryle les récepteurs NMDA (rôle des ions Ca⁺⁺ ), mais active des MAP kinases, (Mitogen-activated protein kinases ou MAPK).

Les MAP kinases, par leur action sur les gènes et donc sur les protéines, augmentent la densité des synapses et peuvent, de ce fait, inclure des récepteurs supplémentaires dans leurs membranes.

2. En outre, les unités catalytiques de la PKA permet l'ouverture des canaux AMPA (PKA et calmoduline).

Si ces stimulations sont nombreuses, ces unités convergent vers le noya.

• Elles phosphorylent un facteur de transcription, la CREB-1 (C-AMP Response Element-binding protein), i.e. protéine se fixant au CRE.
• Le CREB se fixe sur le CRE (cAMP response élément) de l'ADN, qui contient la séquence nucléotidique hautement conservée, 5'-TGACGTCA-3', pour activer les gènes permettant la fabrication de nouveaux récepteurs AMPA (La biologie moléculaire de la mémoire: un dialogue entre gènes et synapses 2000).

3. De nouveaux récepteurs sont incorporés à la membrane dendritique dont la surface a été déjà multipliée par l'action des MAP kinases.

4. Toutefois, si la CREB-1 est un activateur, la CREB-2 est un répresseur qui se fixe sur le CRE et sur le CREB-1 pour empêcher cette activation.

La régulation de ce dernier est indépendante de la PKA, mais est sous le contrôle d'une MAP kinase.

• On observe un doublement (1300 à 2600) des terminaisons synaptiques des neurones présynaptiques chez l'aplysie, mais également une augmentation dendritique des neurones postsynaptiques.
• Lors du déclin de la mémoire, les terminaisons synaptiques régressent. Dans le cas de l'habituation à long terme (infos), l'apprentissage aboutit à une diminution du nombre de synapses (1300 à 800).

PLT et DLT dans les système nerveux central

Les mécanismes de la plasticité synaptique, lors de l'apprentissage et la mémorisation, ressemblent à ceux du développement embryonnaire cérébral.

Ces phénomènes expliquent que les souvenirs anciens, comme chez H.M. (découverte de la mémoire à long terme), sont conservés et non nullement besoin de l'aide du lobe temporal interne.

Dépression à long terme ou DLT