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Hypnopédie : peut-on apprendre une langue étrangère en dormant ?

Apprendre en dormant est un thème de fiction récurrent : on le retrouve comme méthode éducative dans Le meilleur des mondes d’Aldous Huxley ou comme moyen d’apprendre une langue étrangère dans le dessin animé Dexter. L’idée qu’on puisse apprendre pendant le sommeil fascine, mais savoir si cela relève du fantasme ou de la réalité est resté longtemps un mystère. Grâce à la neuro-imagerie, on sait que le cerveau est bien loin d’être inactif pendant le sommeil et continue de réagir aux informations du monde extérieur. Au point de pouvoir les mémoriser et de s’en souvenir au réveil ?

On sait en fait depuis une petite dizaine d’années que le cerveau est effectivement capable d’apprendre des nouvelles informations en dormant. Cela a d’abord été mis en évidence pour des associations entre des sons ou des odeurs. Par exemple, des personnes voulant arrêter de fumer ont réduit leur consommation de 35 % en présentant des odeurs de tabac avec des odeurs désagréables de poisson pourri pendant leur sommeil.

Nous avons alors cherché à comprendre si le cerveau dormant pouvait réaliser des apprentissages plus complexes, comme le fait d’apprendre une langue étrangère. Avec Sid Kouider à PSL-ENS et en collaboration avec Maxime Elbaz et Damien Léger de l’APHP/Hotel-Dieu, nous avons conçu un protocole pour apprendre la signification de mots japonais en dormant.

L’apprentissage du japonais pendant le sommeil

Le japonais est une langue de structure relativement simple, composée principalement d’un enchaînement de consonnes et voyelles, par exemple le mot neko signifiant chat. À la différence d’autres langues asiatiques, elle est relativement dépourvue d’accents et présente un registre de sons similaire au français. Néanmoins, le sens des mots est très éloigné du français. Cette combinaison entre des sons facilement identifiables par nos oreilles mais dépourvus a priori de sens pour nous en fait une langue d’apprentissage idéale pour cette expérience.

Nous avons donc recruté 22 jeunes adultes en bonne santé qui n’avaient pas connaissance du japonais ou de langues asiatiques proches. Nous leur avons d’abord présenté des paires de sons et d’images à l’éveil, comme ici sur l’illustration un chien avec le son d’un aboiement. Une fois endormis, nous avons joué ensemble les sons et les traductions en japonais, par exemple le mot « inu » (chien) avec le son de l’aboiement. Une fois réveillés le matin, nous leur avons demandé de choisir parmi deux images celle qui correspondait au mot en japonais, par exemple le mot « inu » avec l’image d’un chien et celle d’un autre mot présenté pendant le sommeil, ici une cloche.

Nous avons alors observé que les personnes pouvaient identifier au-delà de la chance quelle image correspondait au mot japonais. Nous leur avons également demandé si leurs réponses étaient données au hasard ou avec un certain degré de confiance. La confiance était faible et au même niveau lorsque les réponses étaient correctes et lorsqu’elles étaient fausses. Ce fait démontre que l’apprentissage du sommeil est implicite, c’est-à-dire que les gens ne savent pas quelles informations ont été apprises en dormant.

Le rôle des ondes lentes

Le plus intéressant a été la découverte de ce qui se passe pendant le sommeil. À partir de l’électroencéphalographie, une technique qui enregistre l’activité électrique de la couche superficielle du cerveau, nous avons pu prédire lors de l’apprentissage quels mots seraient retenus au réveil. En effet, les mots retenus ont généré plus d’ondes lentes que les mots oubliés. Nos résultats, avec ceux d’une publication récente montrant que les ondes lentes prédisaient l’apprentissage de la dimension relative des objets, confirment leur rôle important dans l’apprentissage du sommeil.

En résumé, le cerveau endormi peut apprendre de nouveaux mots et y associer un sens. Cet apprentissage peut être observé jusque dans les rythmes cérébraux du sommeil, ce qui nous en dit plus sur leur fonction. Mais cet apprentissage est-il bien utile et présent chez tout le monde ? On ne sait pas encore si cet apprentissage se maintient sur le long terme et s’il dépend des différences individuelles dans les capacités de mémoire.

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Ce qu’on sait en tout cas, c’est que l’apprentissage du sommeil est beaucoup moins efficace que l’apprentissage de l’éveil. Nous avons réalisé le même protocole à l’éveil avec 10 fois moins de répétitions que durant le sommeil. À l’éveil, l’apprentissage s’est révélé 5 fois plus efficace que pendant le sommeil et avec une meilleure confiance dans les mots appris par rapport aux mots oubliés. Ainsi, l’apprentissage du sommeil, faible et inconscient, se différencie d’un apprentissage rapide et conscient à l’éveil. Bien qu’il soit possible d’apprendre en dormant, il semble donc plus approprié de considérer l’éveil et le sommeil comme complémentaires, le sommeil étant optimal pour consolider des informations apprises à l’éveil.

Nos recherches s’orientent maintenant sur le rôle du corps, et plus particulièrement du cœur, dans les processus de mémorisation du sommeil. En étudiant les interactions entre le corps et le cerveau au cours de la formation et la consolidation des souvenirs émotionnels, nous cherchons à mieux comprendre comment le corps intervient dans les mécanismes d’apprentissage du sommeil.

Matthieu Koroma, FNRS Postdoctoral Researcher, Université de Liège

Cet article est republié à partir de The Conversation sous licence Creative Commons. Lire l’article original.

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Xénogreffe : pourra-t-on utiliser de la peau de porc en chirurgie ?

Alors que plus de 10 000 personnes attendaient une greffe d’organe en France en 2023, la pénurie de dons pousse la recherche à trouver d’autres solutions. Ainsi, les xénogreffes, qui consistent à transplanter un organe d’un donneur dont l’espèce biologique est différente de celle du receveur, représentent une piste prometteuse. Le porc est considéré comme l’espèce donneuse de choix, du fait de nombreuses similarités physiologiques et morphologiques entre les organes humains et porcins.

Des avancées importantes ont notamment été réalisées récemment, avec en 2023 une greffe de rein chez un patient en état de mort cérébral, et une greffe de cœur chez un patient américain en vie mais inéligible pour une greffe humaine. Mais la xénogreffe représente aussi une piste en chirurgie reconstructive, pour fournir des greffons de peau.

Un espoir pour réparer les plaies les plus difficiles

Si pour les organes comme le foie, le rein ou le cœur, la xénogreffe permettait de pallier la pénurie de greffons, son application en chirurgie plastique présente d’autres enjeux. C’est le cas en particulier du traitement des plaies dites complexes, des plaies graves et qui ne peuvent être traitées avec des techniques simples, et ce sans agresser les tissus sains du patient. L’impact économique et social que représente aujourd’hui le traitement de ces plaies s’alourdit rapidement, en raison de l’augmentation des coûts des soins et du vieillissement de la population.

Ces plaies complexes surviennent dans des conditions très diverses : fractures de membres, retrait de cancers graves et étendus de la peau, plaies liées aux troubles vasculaires et neurologiques des patients atteints de diabète… Elles exposent parfois à l’air libre des structures dites « nobles » comme de l’os, des tendons et des vaisseaux. Dans le pire des cas, elles conduisent à l’amputation d’un membre ou à une infection généralisée dont le point de départ est la plaie, pouvant conduire au décès.

Éviter le rejet de la greffe

La seule solution pour traiter ces plaies et éviter les complications est parfois leur couverture par des tissus prélevés sur le patient lui-même, appelés lambeaux. Ces lambeaux impliquent alors le prélèvement de peau en zone saine, ce qui peut être à l’origine de conséquences néfastes importantes (réouverture de la plaie, perte d’une fonction musculaire, lésion nerveuse, douleur…). Le patient peut également manquer de zones de prélèvement de tissus sains, avec l’impossibilité de prendre du tissu adapté à la plaie à couvrir dans le cas de patients maigres, brûlés ou multiopérés. Utiliser des lambeaux tissulaires venant de porcs dans le cadre de xénogreffes serait une solution pour contourner ces problèmes.

Néanmoins, l’utilisation des xénogreffes est limitée par les barrières immunologiques interespèces. Dans la circulation sanguine humaine, des anticorps sont en effet chargés d’identifier les marqueurs non humains, appelés xénoantigènes, présents à la surface des cellules porcines. Cette réaction immunitaire est responsable d’un phénomène de rejet hyperaigu qui aboutit inexorablement à la perte du greffon en quelques minutes.

Remplacer les cellules animales par les cellules du patient

Une méthode pour éviter cette réaction immunitaire consiste à décellulariser puis à recellulariser les greffons. La décellularisation d’organes consiste à produire une matrice sans cellules (ou acellulaire), gardant la forme initiale de l’organe d’un patient ou animal donneur mais qui n’est plus constituée que du tissu conjonctif, qui structure les organes. La décellularisation permet donc d’éliminer les cellules du donneur, tout en préservant la forme et l’environnement nutritif pour les cellules, en traitant le tissu ou l’organe avec des détergents. Comme elle n’a pas de cellules, cette matrice ne provoque pas de rejet si elle est transplantée à un patient receveur.

Des cellules du patient peuvent alors être cultivées sur cette matrice avant transplantation : c’est ce qu’on appelle la recellularisation. Ces matrices recellularisées peuvent être ensuite transplantées au receveur de manière à restaurer, maintenir ou améliorer la fonction de l’organe ou couvrir une plaie.

Ces matrices recellularisées sont reconnues par l’organisme du patient comme faisant partie « du soi » afin qu’il ne les rejette pas. Si un certain nombre de substituts de peau et de matrices dermiques simples et décellularisées ont été produits et commercialisés (valves cardiaques de porc, dermes artificiels bovins…), aucune greffe plus élaborée ne s’est intégrée chez un patient receveur, car les matrices requièrent dans ce cas cette étape de recellularisation.

Des avancées, mais pas encore de tentative chez l’humain

Alors que la décellularisation et la recellularisation ont montré un grand potentiel dans la transplantation d’organes comme le foie, le rein, le cœur ou le poumon, son application pour les lambeaux tissulaires n’a été étudiée que récemment. Avec mon équipe, nous avons ainsi développé et optimisé des modèles de matrices de lambeaux de peau décellularisées chez le porc. Toutes les procédures chirurgicales ont été approuvées par le comité d’éthique local.

Des lambeaux de peau ont été prélevés sur des porcs vivants et anesthésiés au bloc opératoire. Ces lambeaux ont ensuite été perfusés avec un détergent spécifique à des niveaux de concentration différents. Nous avons montré qu’il est nécessaire de garder cette concentration faible pour garder un environnement nutritif, indispensable pour accueillir de nouveau des cellules. Si la concentration de détergent est trop importante, la matrice devient toxique pour les cellules, qui ne survivent pas.

Nous avons vérifié que ces matrices de peau préservaient les propriétés mécaniques et chimiques de base de la peau porcine. Les protéines et les facteurs de croissance étaient présents en quantité suffisante dans les matrices pour que des cellules puissent y vivre. Nous avons finalement montré la possibilité de recellularisation des matrices acellulaires. Cependant, nous devons encore optimiser la stratégie de recellularisation, afin de pouvoir déposer un nombre très important de cellules sur les matrices.

Un tel traitement des greffes de lambeaux de porcs, n’induisant pas le rejet chez l’homme car contenant les cellules du patient à traiter, permettrait de s’affranchir des complications liées au prélèvement de tissu sur la peau saine du patient. Cette technologie résoudrait également les problèmes d’absence de site donneur sain. La poursuite de nos recherches est cruciale pour espérer un jour réaliser des xénotransplantation de lambeaux de peau chez l’humain sans rejet immédiat de ceux-ci.

Elise Lupon, Doctorante en recherche clinique et thérapeutique, Université Côte d’Azur

Cet article est republié à partir de The Conversation sous licence Creative Commons. Lire l’article original.

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Oublier, c’est normal ! Mais quand faut-il s’inquiéter ?

Au quotidien, oublier certaines choses est assez agaçant – voire, en fonction de l’âge, inquiétant. Mais l’oubli est un phénomène tout à fait naturel : la mémoire a besoin d’oublier. De plus, les souvenirs peuvent ne pas être aussi fiables qu’on le croit, mais au contraire être déformés par rapport à ce qui s’est réellement passé.

Mais quel niveau d’oubli est « normal » ? Est-il acceptable par exemple de mélanger les noms de pays, comme l’a fait récemment le président américain Joe Biden ?

Une question d’attention

Pour se souvenir de quelque chose, le cerveau doit l’apprendre (encodage), le conserver en lieu sûr (stockage) et être capable de le retrouver en cas de besoin (récupération). Si une de ces étapes est perturbée, le souvenir peut être perdu, ou oublié.

Le cerveau ne peut pas traiter toutes les informations sensorielles qui lui arrivent : il filtre les informations afin de traiter ce qui est important. Ainsi, il encode sous forme de souvenirs principalement les choses auxquelles on prête vraiment attention.

Qui n’a jamais oublié les prénoms des invités lors d’une soirée entre amis, parce que son attention est tournée vers autre chose ? Il s’agit là d’une défaillance de la mémoire – un oubli – tout à fait normale, et très courante.

Les habitudes et les conventions peuvent aider à contourner ce problème. Par exemple, si l’on range toujours ses clefs au même endroit, nul besoin d’encoder à chaque fois une nouvelle information pour les retrouver.

La répétition est également importante pour ancrer les souvenirs, qui ont tendance à disparaître s’ils ne sont pas remobilisés. Plus nous répétons, rabâchons ou racontons des souvenirs, plus nous nous en souvenons longtemps – si ce n’est que nous avons tendance à modifier ces souvenirs lorsque nous les racontons, et qu’il est probable que nous nous souvenions mieux de la dernière version que de l’évènement initial.

Dans les années 1880, le psychologue allemand Hermann Ebbinghaus a mené une expérience pendant laquelle les participants devaient mémoriser des séries de syllabes inconnues qui ne voulaient rien dire. Il a noté ce dont les participants se souvenaient au fil du temps, et montré que la plupart de nos souvenirs s’estompent en l’espace d’un jour ou deux s’ils ne sont pas remobilisés. En revanche, si les séries étaient répétées à intervalles réguliers, les participants pouvaient retenir un bien plus grand nombre de syllabes pendant plus d’une journée.

Ces répétitions volontaires, qui permettent de mieux se souvenir d’une chose, provoquent parfois l’oubli d’une autre. Nous pouvons ainsi encoder l’endroit où la voiture est garée en allant faire des courses puis l’oublier, tant nous sommes occupés à répéter d’autres choses – la liste de courses à ne pas oublier, par exemple.

Cet exemple permet d’illustrer une autre caractéristique de l’oubli : la capacité à oublier une information particulière tout en se souvenant, globalement, de l’essentiel. S’il est parfois impossible de se rappeler précisément où est garée la voiture en sortant du magasin, on sait souvent si elle était à gauche ou à droite de la porte, sur le bord du parking ou vers le centre, ce qui permet de la chercher dans une zone relativement définie.

L’impact du vieillissement

En vieillissant, les gens s’inquiètent davantage de leur mémoire. Il est vrai que l’oubli devient plus prononcé, mais cela ne signifie pas forcément qu’il y a un problème.

Plus le temps passe, plus il y a de choses dont nous devons nous souvenir. Nos expériences passées partagent de nombreux points communs, et il peut être difficile de distinguer différents souvenirs.

Par exemple, si vous n’êtes allé qu’une seule fois en vacances à la plage en Espagne, il est probable que vous vous en souveniez avec une grande clarté. En revanche, si vous avez passé de nombreuses vacances en Espagne, dans différentes villes et à différentes périodes, il vous sera plus difficile de vous rappeler si un évènement s’est produit lors de vos premières vacances à Barcelone ou lors d’un voyage ultérieur.

Le chevauchement des souvenirs, ou interférence, limite la récupération des informations. Imaginez que vous classiez des documents sur un ordinateur : au début, le système de classement est clair, chaque document trouve aisément une place où il sera facile à retrouver. Mais plus les documents arrivent, plus il devient difficile de décider dans quel dossier les ranger. De nombreux documents se retrouvent dans un seul dossier parce qu’ils sont tous liés à un élément. Ainsi, au fil du temps, il devient de plus en plus difficile de retrouver le bon document lorsqu’on le cherche, soit parce qu’on ne sait pas où on l’a mis, soit parce qu’on sait où il devrait être, mais qu’il y a beaucoup d’autres choses dans le même dossier.

Enfin, ne pas oublier peut poser problème. C’est le cas de certains stress post-traumatiques, où le souvenir est persistant, ne s’efface pas et interrompt régulièrement la vie quotidienne.

Le deuil ou la dépression peuvent aussi rendre plus difficile l’oubli d’informations négatives, alors que dans ces cas, les oublier serait extrêmement utile.

Oublier n’empêche pas forcément de prendre des décisions

Oublier est fréquent, et le devient de plus en plus avec l’âge. De plus, oublier des noms ou des dates, comme l’a fait Joe Biden, ne nuit pas forcément à la prise de décision. Les personnes âgées peuvent avoir des connaissances approfondies et une bonne intuition, qui peuvent aider à compenser de tels trous de mémoire.

Mais bien entendu, ces trous de mémoire peuvent être le signe d’un problème plus grave et suggérer qu’il faut consulter un médecin.

Le fait de poser la même question à plusieurs reprises par exemple peut dévoiler que l’oubli est plus qu’un problème de distraction ponctuelle au moment d’encoder la réponse.

De même, oublier son chemin dans des endroits très familiers peut révéler une difficulté à utiliser les indices de l’environnement pour se souvenir et se repérer. Et si oublier le nom d’une personne au cours d’un dîner est normal, oublier comment utiliser sa fourchette et son couteau ne l’est pas.

En fin de compte, les trous de mémoire ne sont pas forcément à craindre – il faut s’inquiéter s’ils deviennent extrêmes.

Alexander Easton, Professor of Psychology, Durham University

Cet article est republié à partir de The Conversation sous licence Creative Commons. Lire l’article original.