La restriction sensorimotrice affecte la consolidation de la mémoire pendant le sommeil par une altération du couplage oscillation lente-fuseau

Objectif

La consolidation des apprentissages moteurs est médiée par une activité cortico-thalamique transitoire, appelée les fuseaux du sommeil (11–16 Hz). L’organisation temporelle des fuseaux en « trains » est considérée comme un mécanisme permettant une réactivation et une consolidation efficaces de la mémoire. En outre, la consolidation de la mémoire est potentialisée par une synchronisation temporelle précise entre les oscillations lentes (0,5–1 Hz ; OL) et les fuseaux. L’objectif de cette étude a été d’évaluer le rôle du regroupement des fuseaux et de leur couplage avec les OL dans la consolidation des apprentissages moteurs.

Méthodes

Trente adultes droitiers ont été répartis dans un groupe avec le membre supérieur gauche immobilisé pendant 13 heures (IMMO) ou dans un groupe contrôle sans immobilisation (CTRL). La procédure d’immobilisation a été administrée immédiatement après la pratique d’une tâche motrice séquentielle afin de produire une dépression synaptique locale dans les régions sensorimotrices corticales. L’activité cérébrale a été enregistrée par EEG la nuit précédant et suivant l’apprentissage. Les performances ont été évaluées avant et après le sommeil pour étudier la relation entre l’activité des fuseaux du sommeil et les résultats comportementaux. Pour ce faire, des analyses temps-fréquence et de couplage phase-amplitude ont été réalisées.

Résultats

Une relation positive significative a été trouvée entre la proportion de fuseaux groupés et la magnitude des changements de performance pour le groupe CTRL, contrairement au groupe IMMO (Fig. 1). Une diminution locale significative de la puissance spectrale des OL a été observée pour le groupe IMMO au niveau du cortex sensorimoteur du membre immobilisé. Malgré une organisation temporelle similaire des fuseaux en trains pour les deux groupes, les résultats ont montré un décalage de phase dans le couplage OL-fuseau du groupe IMMO au niveau du cortex sensorimoteur affecté.

Conclusion

Nos résultats confirment que l’immobilisation du membre supérieur provoque une dépression synaptique au niveau du cortex sensorimoteur correspondant. Cette dernière n’a pas affecté l’organisation temporelle des fuseaux, qui semble donc être indépendante de l’expérience sensorimotrice diurne. Cependant, un déphasage dans le couplage OL-fuseau a réduit l’efficacité des fuseaux groupés, suggérant que les propriétés du couplage OL-fuseau dépendent de l’expérience sensorimotrice antérieure et de l’intégrité structurelle du cerveau.