La mémoire est une fonction essentielle du cerveau. C'est le support de l'intelligence qui se réfère sans cesse à ce que nous connaissons, à ce que nous avons vu, à notre expérience. Sans mémoire nous ne pouvons plus raisonner et nous perdons notre autonomie.
        Pourtant la mémoire est l'un des élément encore mal connu, car c'est une fonction extrêmement complexe qui met en jeu presque tout le cerveau et donc de très nombreux centres et connexions, ainsi que de nombreux phénomènes chimiques.
           J’ai déjà fait divers articles sur notre mémoire et son fonctionnement, mais j'ai lu deux articles qui ont attiré mon attention sur des caractéristiques particulières dont on parle peu : les neurones de concept, et l'importance du langage dans nos souvenirs dont je parlerai demain.

           Rodrigo QuianQuiroga, qui dirige un groupe anglais de recherche en bio-ingénierie, Itshak Fried, professeur de neurochirurgie à l’université de Los Angeles, et Christof Koch, directeur scientifique de l’institut Allen de Seattle pour les sciences du cerveau avaient publié, il y a une dizaine d'années, une étude intéressante.
           Ces chercheurs ayant collaboré au traitement de personnes atteintes de graves épilepsie, incurables sans ablation de certaines zones du cerveau, de très fines électrodes ont été introduites dans leur cerveau, pour essayer de cerner les neurones qui subissaient des « courts circuits » et ainsi limiter les ablations toujours dommageables. Ces électrodes ont permis de repérer les fonctions de groupes de neurones beaucoup moins nombreux qu’on ne peut le faire en IRM, qui ne peut mesurer l’activité que de plusieurs millions de neurones, et donc de préciser le fonctionnement de certaines parties du cerveau.
           Ils ont découvert notamment que des groupes très restreints de neurones réagissaient chaque fois que l’on évoquait une personne donnée, soit par son nom, soit par son visage, soit par certaines caractéristiques très spécifiques. Et pour une autre personnes il s’agissait d’un autre groupe de neurones voisins.
           On peut donc penser qu’il suffit d’un petit nombre de neurones (quelques milliers ?) pour représenter en mémoire un « concept ».
           Un neurologue  Jerry Lettvin (1920-2011) avait déjà osé énoncer cette théorie, mais sans preuves autres que le fait qu’une minuscule ablation dans l’hippocampe avait uniquement enlevé à un malade, le souvenir de sa grand mère, et ses collègues avait tourné en dérision cette théorie, affublée alors du nom ironique de « l’hypothèse du neurone grand-mère ».

           Essayons de comprendre le phénomène à partir d’une perception d’une image par les yeux et de son interprétation par le cortex visuel à l’arrière de notre cerveau, partie occipitale au dessus du cervelet et de la nuque. 
           L’information captée par les rétines de nos yeux est d'abord transmise, via le nerf optique, au cortex visuel primaire, où chaque petite zone de l’image entraîne l'activation d'un neurone spécifique lié à un neurone de la rétine, un peu comme s'il s'agissait d’un pixel d'une image numérique d’un appareil photographique. L’information de chaque neurone se combine avec d’autres pour créer une image composite et complète. Si cette image se modifie légèrement, certains détails changent et l'activation du groupe de neurones correspondant est aussi modifiée et d’autres neurones d’une deuxième « aire secondaire » vont alors transformer ces modifications en informations de mouvement.

           Ces aires secondaires et tertiaires vont analyser ainsi l’image : forme, contraste, couleur, .… et vont ensuite faire travailler deux centres « associatifs » que l’on nomme le « Où »et le « Quoi », qui vont réaliser et mémorise pour le premier, des cartes de lieux et de l’environnement, et pour le second, des images d’objets ou de personnes.
           Une autre aire est spécialisée dans le reconnaissance des visages, à coté de celle qui reconnait les lettres de l’écriture.
           Les informations sont ensuite transmises au cortex préfrontal, avec d’éventuelles informations ajoutées par l’hippocampe, comme un nom, une information verbale.
           C’est là où on peut essayer de comprendre ce qu’est cette notion de « concept ».
           C’est le fait que le même petit groupe de neurones réagisse à des stimuli corrélés, correspoodant à un même objet, une même personne, le constat d’une même action.
           Finalement, les neurones sont activés par Ie concept lui-même, quelle que soit la façon dont il est présenté; seul compte le fait que le stimulus lui soit lié.
           Plus le concept est abstait, donc moins dépendant d'une représentation particulière, moins le neurone a besoin d'information pour le coder, ce qui lui permet de devenir très sélectif.
           Des logiciels de simulation de fonctionnement de neurone ont permis ainsi de montrer que de petits groupes de neurones pouvaient distinguer une personne ou un objet, même présentés de diverses façons.

           Ceci ne fait que confirmer le fait que, si le système sensoriel est indispensable, pour percevoir l’environnement, l’hippocampe joue ensuite son rôle essentiel de « lexique et commutateur de la mémoire », en saisissant l'essentiel de situations particulières, et non en retenant une quantité de détails sans signification et en ne gardant en mémoire que les adresses de quelques points marquants de l’information. Ainsi, les neurones de concepts ont tendance à s'activer pour des éléments pertinents pour nous, tels ceux qui impliquent des individus ou des objets familiers, et on évite ainsi de gaspiller des ressources dans la fabrication de souvenirs inutiles.
           Mais les souvenirs ne sont pas des concepts isolés. Le stockage d’un événement complet en mémoire requiert des liens entre des concepts différents mais associés.
           Quand deux concepts sont liés, certains des neurones qui codent l'un tendent aussi à s'activer pour l'autre. Cette coactivation serait le mécanisme physiologique par lequel le cerveau encode les associations et permettrait la création des souvenirs dits épisodiques (des événements vécus) et l’association d’une idée à une autre.
           Une telle association a l’avantage d’être rapide, par rapport à une mémoire qui associerait pas à pas tous les éléments ayant un rapport entre eux et se rapportant à un objet. Là, on lie le concept restreint à un autre concept et celui ci peut appeler d’autres éléments seulement si c’est nécessaire. Cela permet de n’utiliser qu’un minimum de liens donc de neurones et de synapses.

    Les neurones de concepts pourraient constituer l'un des principaux fondements physiologiques des capacités cognitives humaines, reliant la perception à la mémoire et donnant une représentation abstraite d'une connaissance sémantique : les personnes les lieux les objets et tous les concepts qui sont importants pour nous.
    Ils constituent les éléments de construction de nos souvenirs personnels et permettent d'ignorer les innombrables détails sans importance et de dégager ce qui permet de fabriquer de nouvelles associations et de nouveaux souvenirs. Ils encoderaient donc l'essentiel de ce qu’est notre vie et notre expérience.