Dans la quête pour repousser l’oubli, certaines personnes construisent un palais de la mémoire. Il s’agit d’une méthode de mémorisation inventée dans l’Antiquité par (selon la légende) le poète grec Simonides de Ceos, rendue plus récemment populaire par de multiples livres à succès (et le « palais de l’esprit » du Sherlock Holmes de Benedict Cumberbatch).
Les palais de la mémoire offrent des dépôts architecturaux imaginaires pour stocker et retrouver tout ce dont on aimerait se souvenir. Il y a seize siècles, saint Augustin parlait de « trésors d’images innombrables » stockés dans ses « spacieux palais de la mémoire ». Mais les scientifiques du XXIe siècle qui étudient la mémoire ont identifié un point important à retenir : Même le plus luxueux palais de la mémoire a besoin de poubelles.
Loin de signifier un échec, l’oubli pourrait être la stratégie de première ligne du cerveau pour traiter les informations entrantes.
« Il y a des souvenirs que nous ne voulons pas et dont nous n’avons pas besoin », déclare la neuroscientifique Maria Wimber. « L’oubli est une bonne chose et une chose adaptative. »
Traditionnellement, l’oubli a été considéré comme une dégradation passive au fil du temps des informations enregistrées et stockées dans le cerveau. Mais si certains souvenirs peuvent simplement s’effacer comme l’encre sur un papier exposé à la lumière du soleil, des recherches récentes suggèrent que l’oubli est souvent plus intentionnel, l’effacement étant orchestré par des mécanismes cellulaires et moléculaires élaborés. Et l’oubli n’est pas nécessairement le signe d’une mémoire défectueuse. « En fait, dit Wimber, il a été démontré à maintes reprises dans les modèles informatiques et aussi dans les travaux sur les animaux qu’un système de mémoire intelligent a besoin de l’oubli. »
Loin de signifier un échec, l’oubli pourrait être la stratégie de première ligne du cerveau pour traiter les informations entrantes. L’oubli est essentiel, affirment aujourd’hui certains chercheurs, car l’objectif biologique de l’appareil de mémoire du cerveau n’est pas de préserver l’information, mais plutôt d’aider le cerveau à prendre des décisions judicieuses. Comprendre comment le cerveau oublie peut offrir des indices pour améliorer les performances mentales dans les cerveaux sains, tout en fournissant des indications sur les mécanismes qui sous-tendent une variété de troubles mentaux.
Un graphique conçu par le psychologue allemand du 19e siècle Hermann Ebbinghaus a quantifié la dégradation de la mémoire au fil du temps. Les chercheurs modernes utilisent ce graphique pour illustrer la compétition entre le renforcement de la mémoire (ou consolidation, flèches bleues) et les processus qui dégradent et affaiblissent les souvenirs (oubli, flèches roses). Dans cet exemple, le rappel est fort (un pourcentage maximal est retenu) après environ deux jours d’acquisition d’un souvenir. Ensuite, la mémoire se dégrade rapidement pendant environ deux jours, puis commence à se stabiliser, la consolidation équilibrant l’oubli.
Biologie de la mémorisation
La mémoire elle-même est encore quelque peu un mystère, mais elle consiste essentiellement en des changements physiques dans le cerveau qui codent une représentation des expériences passées. Ces traces de mémoire – appelées engrammes – peuvent être consultées pour reconstruire le passé, bien qu’imparfaitement. De nombreux experts pensent que les engrammes se construisent en renforçant les synapses – les sites où les signaux sont transmis entre les cellules nerveuses, ou neurones. Le rappel d’un souvenir réactive un modèle de signalisation des cellules nerveuses qui imite l’expérience originale.
« L’opinion dominante est que la formation d’un engramme implique le renforcement des connexions synaptiques entre les populations de neurones … qui sont actives pendant un événement », écrivent Sheena Josselyn et Paul Frankland dans la revue actuelle Annual Review of Neuroscience. « Cela augmente la probabilité que le même modèle d’activité (ou un modèle similaire) au sein de cette assemblée de cellules puisse être recréé ultérieurement. »
Les engrammes ne sauvegardent évidemment pas tous les détails de chaque expérience. Certains enregistrements de modèles d’activité ne persistent pas. Et c’est une bonne chose, estime Mme Wimber, de l’université de Birmingham en Angleterre.
« Une mémoire trop précise n’est peut-être pas vraiment ce que nous voulons à long terme, car elle nous empêche d’utiliser nos souvenirs pour les généraliser à de nouvelles situations », a-t-elle déclaré à San Diego lors d’une récente réunion de la Society for Neuroscience. « Si nos souvenirs sont trop précis et trop adaptés, alors nous ne pouvons pas réellement les utiliser pour … faire des prédictions sur des situations futures. »
Si votre mémoire stocke tous les détails exacts d’avoir été mordu par un chien dans un parc, par exemple, alors vous ne sauriez pas nécessairement qu’il faut se méfier d’un chien différent dans un parc différent. « En fait, dit Wimber, ce que nous pourrions vouloir, c’est une mémoire plus flexible et plus généralisée, et cela impliquerait un peu l’oubli des détails et davantage le développement de l’essentiel d’un souvenir. »
Ces mémoires « simplifiées » ne sont pas des effets secondaires de défauts ou de contraintes sur la puissance de la mémoire, ont souligné Frankland et Blake Richards dans un article paru dans Neuron en 2017. Une telle simplification « est une composante essentielle de la mémoire adaptative », ont-ils écrit. « Les souvenirs simples qui stockent l’essentiel de nos expériences et évitent les détails compliqués seront meilleurs pour généraliser à des événements futurs. »
Saisir l’essentiel, et seulement l’essentiel, est donc précieux comme aide à la prise de décisions intelligentes, affirment Frankland, de l’Hôpital pour enfants malades de Toronto, et Richards, de l’Université de Toronto. En fait, ils pensent qu’il est erroné de considérer la mémoire « simplement comme un moyen de transmission haute fidélité de l’information dans le temps ». Ils proposent plutôt que « l’objectif de la mémoire est de guider la prise de décision intelligente. »
Saisir l’essentiel est particulièrement utile dans des environnements changeants, où la perte de certains souvenirs améliore la prise de décision de plusieurs façons. D’une part, l’oubli peut éliminer des informations périmées qui entraveraient un jugement sain. Et les souvenirs qui reproduisent trop fidèlement le passé peuvent nuire à la capacité d’imaginer des avenirs différents, rendant le comportement trop rigide pour faire face à des conditions changeantes. Le fait de ne pas oublier peut entraîner la persistance de souvenirs indésirables ou débilitants, comme dans le cas du syndrome de stress post-traumatique.
L’oubli actif
La grande valeur de l’oubli implique qu’il ne se produit pas accidentellement. Dans certains cas, l’oubli peut simplement refléter une incapacité à se souvenir d’une trace mnésique même si l’engramme qui la code reste intact. Mais un nombre croissant de chercheurs pensent que ce n’est pas tout. Comme le soulignent Ronald Davis et Yi Zhong, la remarquable capacité de stockage du cerveau suggère qu’il possède un système efficace de gestion des informations, doté de méthodes d’élimination des données. « En raison du nombre extraordinairement élevé d’engrammes de mémoire qui peuvent s’accumuler dans le cerveau à travers le temps, il semble logique que le cerveau doive avoir … des mécanismes pour éliminer les souvenirs qui deviennent inutilisés », ont-ils écrit en 2017 dans Neuron.
Les psychologues ont envisagé la possibilité d’un oubli actif depuis plus d’un demi-siècle, mais ce n’est que depuis une quinzaine d’années que les chercheurs ont accumulé des preuves neurobiologiques substantielles sur la question. Bien que l’étude neuroscientifique de l’oubli n’en soit qu’à ses débuts, les scientifiques ont commencé à discerner certaines des tactiques du cerveau pour effacer l’information. Dans leur article paru dans Neuron, Davis, de l’Institut de recherche Scripps en Floride, et Zhong, de l’Université Tsinghua à Pékin, décrivent diverses études menées ces dernières années sur les mécanismes susceptibles de mettre en œuvre le processus d’oubli.
Lorsque les souvenirs sont acquis (en haut à gauche), les traces du souvenir sont stockées par des changements moléculaires dans des réseaux de cellules, formant un engramme. Les souvenirs stockés dans les engrammes peuvent être oubliés « passivement » par différents processus (en bas à gauche), comme la perte d’indices contextuels permettant de retrouver le souvenir, l’interférence avec la récupération par d’autres souvenirs similaires, ou simplement la décomposition de matériaux biologiques instables dans les cellules de l’engramme. Certains chercheurs pensent que l’oubli « actif » peut être plus efficace pour effacer la mémoire que les mécanismes passifs. Plusieurs formes d’oubli actif ont été proposées, notamment les tentatives intentionnelles de supprimer des souvenirs désagréables (oubli motivé) ; l’oubli de certaines parties d’un souvenir par la récupération d’autres parties ; la décomposition de la mémoire induite par l’interférence d’un autre traitement de l’information ; et l’oubli « intrinsèque » – effacement de l’information par les cellules et les processus biochimiques en tant que partie essentielle de l’appareil de mémoire du cerveau pour gérer efficacement l’information.
Certains oublis semblent effectivement être « passifs » – le résultat soit de la dégradation naturelle du matériel biologique formant les engrammes, soit de la perte de la capacité à les récupérer, ont noté Davis et Zhong. Mais de nombreuses formes d’oubli s’apparentent davantage à l’exécution d’un programme qui efface les données de votre disque dur. Par exemple, de nouveaux stimuli peuvent interférer activement avec d’anciens souvenirs. Le rappel de certaines parties d’un souvenir peut induire la perte d’autres parties de celui-ci. Et les « cellules oublieuses » pourraient en fait signaler au cerveau de balayer les traces de mémoire, ont suggéré Davis et Zhong. « Nous postulons que … le cerveau a également la capacité biologique inhérente d’effacer les traces de mémoire en utilisant des systèmes de signalisation » similaires à ceux utilisés pour acquérir des souvenirs et les stocker. En fait, l’oubli pourrait être la principale stratégie du cerveau pour gérer l’information.
« J’émettrais l’hypothèse que l’oubli pourrait être le système par défaut du cerveau », a déclaré Davis lors de la réunion sur les neurosciences. « Nous pourrions avoir un signal d’oubli chronique lent dans nos cerveaux qui dit essentiellement qu’il faut tout effacer à moins qu’un juge… vienne intervenir et dise que ce souvenir vaut la peine d’être sauvé. »
Dans diverses études expérimentales, Davis et d’autres ont amassé de nombreuses preuves du rôle des processus biochimiques qui effacent activement la mémoire. Des études sur des mouches à fruits, par exemple, impliquent la dopamine, une molécule messagère chimique bien connue.
Les mouches peuvent se souvenir d’éviter une odeur qui a été accompagnée d’un choc électrique, un souvenir géré par des cellules nerveuses connues sous le nom de neurones du corps du champignon. Les chocs activent d’autres neurones qui transmettent de la dopamine aux cellules du corps du champignon, initiant des réactions biochimiques qui stockent une mémoire reliant le choc à l’odeur. Mais ce souvenir est vite oublié (généralement dès le lendemain). Quelque chose l’efface, et les preuves suggèrent que la dopamine est également responsable de cet oubli.
Le double rôle de la dopamine n’est pas entièrement compris. Mais les neurones du corps du champignon possèdent deux antennes moléculaires distinctes qui répondent à la dopamine ; l’une de ces antennes (ou molécules réceptrices) initie la formation de la mémoire, l’autre favorise l’effacement. Le fait que la dopamine favorise ou efface la mémoire peut dépendre du contexte, notamment des conditions biochimiques dominantes et du degré d’activité du neurone du corps du champignon à ce moment-là.
Les mouches des fruits se souviennent de craindre une odeur si sa présence est accompagnée d’un choc électrique. Cette mémoire se forme parce que le choc stimule la libération de la molécule dopamine par les cellules nerveuses liées aux neurones du corps du champignon en même temps que l’odeur déclenche un signal cellulaire (via le calcium). Lorsqu’elle est stimulée par la dopamine, une « antenne moléculaire » ou une molécule réceptrice (dDA1) sur le neurone du corps du champignon déclenche des réactions chimiques (via la molécule de signalisation AMPc) qui restructurent le neurone du corps du champignon, renforçant ainsi la mémoire. Le souvenir s’estompe avec le temps car, en l’absence de l’odeur, des niveaux plus faibles de dopamine stimulent une autre molécule réceptrice de dopamine (DAMB), ce qui entraîne un affaiblissement du souvenir.
Dans tous les cas, le processus d’effacement fait intervenir une protéine appelée Rac1, qui joue un rôle dans la structuration des synapses. La restructuration des synapses en réponse à Rac1 pourrait être responsable de l’affaiblissement des engrammes, indiquent certaines études. Le blocage de l’activité de Rac1, par exemple, permet de prolonger la durée de persistance des souvenirs.
Rac1 pourrait également être impliqué dans un second mécanisme d’oubli, piloté par la naissance de nouvelles cellules nerveuses (processus connu sous le nom de neurogenèse). Des études menées sur des rats ont montré que de nouveaux neurones intégrés dans des circuits neuronaux existants peuvent restructurer les circuits. De tels changements dans les connexions pourraient rendre les souvenirs plus difficiles d’accès, a déclaré Frankland lors de la réunion sur les neurosciences. Des études sur les animaux ont montré que l’interruption de la neurogenèse préserve les souvenirs, tandis que des niveaux élevés de neurogenèse entraînent l’oubli. On ignore si cette forme d’oubli est importante chez l’homme, car la quantité de neurogenèse chez l’homme adulte reste une question non résolue.
En tout cas, les preuves suggèrent que de nombreux types de « cellules oublieuses » doivent être impliqués dans l’effacement des engrammes. « Des dizaines de voies moléculaires et cellulaires existent probablement pour éroder les souvenirs », ont écrit Davis et Zhong dans Neuron.
Comment et quand ces processus fonctionnent peuvent dépendre de divers facteurs, comme l’activité physique, le stress et le sommeil. Le sommeil est connu pour améliorer la mémoire chez les humains et d’autres animaux, probablement en fournissant un moment où les souvenirs peuvent être stockés (ou « consolidés ») dans le cerveau. Mais le sommeil peut également favoriser la mémoire en supprimant les processus qui conduisent à l’oubli, soulignent Davis et Zhong. Une étude de 2015 publiée dans Cell a trouvé des preuves que le sommeil inhibe la libération du signal d’oubli de la dopamine dans les neurones du corps du champignon.
Si l’oubli est la clé de la façon dont le cerveau traite avec succès l’entrée massive de données qu’il rencontre chaque jour – comme la recherche accumulée jusqu’à présent le suggère – alors les défauts dans le processus d’oubli pourraient plausiblement contribuer aux troubles du cerveau, notent Davis et Zhong. Des déficits dans la capacité d’oublier pourraient être impliqués dans les troubles du spectre autistique, par exemple. Il est certain que les souvenirs puissants et débilitants du syndrome de stress post-traumatique reflètent une incapacité à oublier les expériences perturbantes. Les souvenirs envahissants indésirables et répétitifs sont une caractéristique de certains troubles psychiatriques, comme la schizophrénie. Et l’incapacité d’oublier les indices associés à la consommation de drogues addictives nuit à la guérison de l’abus de substances.
Du côté positif, une meilleure compréhension de la biologie de l’oubli pourrait aider à identifier des médicaments capables de renforcer les souvenirs nécessaires tout en éliminant les souvenirs indésirables. Mais de tels avantages pourraient n’apparaître qu’après des recherches beaucoup plus poussées, a déclaré le Dr Davis lors de la réunion sur les neurosciences – s’exprimant lors d’une session plutôt peu fréquentée.
« Nous sommes au tout début, au tout début de la tentative de compréhension de la neurobiologie de l’oubli actif », a-t-il déclaré. Mais il s’attend à ce que le domaine attire rapidement plus d’attention.
« Je vous garantis que dans cinq ans, cette salle sera remplie », a-t-il dit. « Des hordes de neuroscientifiques vont commencer à envahir ce domaine ». S’il a raison, il vaudrait mieux que les futures réunions sur l’oubli soient convoquées dans un palais spacieux – avec de nombreuses poubelles et peut-être même une benne à ordures.