Quelle est la taille de votre hippocampe? Est-ce que ça importe? Oui et non.

Hippocampe en rouge.

Source: Base de données Wikimedia / Life Sciences

L'hippocampe a reçu son nom parce qu'il ressemble à la forme d'un hippocampe. Hippocampus vient de l' hippopotame grec , "cheval", et kampos , "monstre marin". Les humains ont deux hippocampes, l'un dans l'hémisphère gauche du cerveau et l'autre dans l'hémisphère droit. L'hippocampe joue un rôle important dans la consolidation de l'apprentissage de la mémoire à court terme à la mémoire à long terme et dans la navigation spatiale.

Il y a quinze ans, les neuroscientifiques ont découvert que les chauffeurs professionnels de taxi londoniens avaient un hippocampe plus grand, ce qui était lié à leur capacité de naviguer dans les 25 000 rues complexes de la ville. En 2011, une étude de suivi, «Acquérir» la connaissance «de Layout Drives Structural Brain Changes», a identifié des changements structurels spécifiques dans le volume d'hippocampe des chauffeurs de taxis londoniens qui avaient «le savoir». les conducteurs de taxi ont montré une augmentation sélective du volume de matière grise (GM) dans leur hippocampe postérieur.

La pratique de la navigation spatiale peut-elle changer la taille de votre hippocampe?

Les chauffeurs de taxi de Londres ont de plus gros hippocampes.

Source: Talkandroid / Labeled pour réutilisation

Les chercheurs de l'Université Carnegie Mellon (CMU) étaient curieux de savoir si l'expérience de la navigation dans les rues complexes de Londres provoquait des changements dans la taille de l'hippocampe ou inversement, la corrélation reflétait le fait que seules les personnes ayant un hippocampe plus grand étaient au début de l'étude. prédisposés à réussir à devenir des chauffeurs de taxi autorisés.

Dans leur nouvelle étude, les chercheurs de Carnegie Mellon ont pu déterminer que l'apprentissage et la pratique d'informations de navigation détaillées provoquent, en fait, des changements dans la taille de l'hippocampe. Mais, ce n'est que la moitié de l'histoire. Les changements structuraux de la taille de l'hippocampe étaient également liés à une altération des changements fonctionnels en termes de connectivité de l'hippocampe et de sa capacité à communiquer, ou «synchroniser», avec d'autres régions du cerveau.

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L'article d'octobre 2015, «Neuroplasticité structurelle et fonctionnelle dans l'apprentissage humain des routes spatiales», a été publié dans la revue NeuroImage . Dans cette étude, Timothy Keller et Marcel Just ont découvert qu'un bref entraînement à la navigation spatiale modifie le tissu cérébral d'une personne et améliore la façon dont ce tissu modifié communique avec d'autres zones cérébrales impliquées dans la navigation spatiale.

Cette découverte révolutionnaire établit un lien critique entre la taille structurelle et les altérations cérébrales de connectivité fonctionnelle qui se produisent dans l'hippocampe au cours de l'apprentissage spatial. Fait important, cette étude montre également que les changements cérébraux liés à l'apprentissage spatial sont liés à la façon dont l'activité neurale synchronise la communication entre l'hippocampe et les autres régions nécessaires à la navigation.

Dans un communiqué de presse, Tim Keller, chercheur principal au département de psychologie de la CMU et au Centre d'imagerie cognitive du cerveau (CCBI), a déclaré:

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«On sait depuis longtemps que l'hippocampe est impliqué dans l'apprentissage spatial, mais il n'a été possible que récemment de mesurer les changements dans les tissus cérébraux humains à mesure que les synapses se modifient pendant l'apprentissage. Nos résultats permettent de mieux comprendre les causes des changements hippocampiques et leur relation avec la communication à travers un réseau de zones impliquées dans l'apprentissage et la représentation des cartes cognitives du monde qui nous entoure. "

Pour examiner comment l'hippocampe change, Keller et Just ont recruté 28 jeunes adultes peu expérimentés dans les jeux vidéo d'action. Pendant 45 minutes, les participants ont joué à un jeu de simulation de conduite. Un groupe a pratiqué la manœuvre sur la même route 20 fois. Le groupe de contrôle a conduit pendant le même laps de temps, mais le long de 20 routes différentes.

Avant et après chaque séance d'entraînement, le cerveau de chaque participant a été scanné à l'aide d'une nouvelle technique d'imagerie cérébrale appelée DWI (diffusion-weighted imaging), qui mesure le mouvement des molécules d'eau dans le cerveau. Ensuite, les chercheurs ont utilisé l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) pour analyser l'activité cérébrale.

Les chercheurs ont constaté que le groupe qui pratiquait la même route encore et encore accélérait davantage la tâche de conduite que le groupe qui pratiquait sur différentes routes. Le groupe qui a pratiqué le même parcours à plusieurs reprises a également amélioré sa capacité à commander une séquence d'images prises au hasard le long de la route et a pu esquisser une carte représentant la route à partir d'une vue plongeante.

Conclusion: taille de l'hippocampe et connectivité fonctionnelle

L'hippocampe est nommé d'après "hippocampe".

Source: Wikimedia / Creative Commons

Une conclusion importante de cette étude est que seul le groupe d'apprentissage spatial qui a pratiqué la même voie à plusieurs reprises a montré des changements structurels du cerveau dans les zones d'apprentissage spatiales centrales de l'hippocampe, appelé gyrus denté postérieur gauche.

L'autre conclusion importante est que les participants qui ont amélioré leur navigation spatiale ont également montré une augmentation de la synchronisation de l'activité – ou de la connectivité fonctionnelle – entre l'hippocampe et les autres aires corticales du réseau des régions cérébrales responsables de la cognition spatiale et de la navigation.

La quantité de changements structurels et fonctionnels dans l'hippocampe était directement liée à la quantité d'amélioration comportementale que chaque personne a montrée sur les tâches de navigation. Dans un communiqué de presse, le coauteur Marcel Just a conclu,

"La nouvelle découverte est que les changements microscopiques dans l'hippocampe s'accompagnent de changements rapides dans la façon dont la structure communique avec le reste du cerveau. Nous sommes ravis que ces résultats montrent à quoi pourrait ressembler le recâblage résultant de l'apprentissage. Nous savons maintenant, au moins pour ce type d'apprentissage spatial, quelle zone change sa structure et comment elle change sa communication avec le reste du cerveau. "

Il semble y avoir un consensus croissant parmi les neuroscientifiques selon lequel les changements dans les volumes du cerveau de matière grise et l'intégrité de la substance blanche travaillent en tandem pour optimiser la fonction cognitive. La matière grise abrite les neurones dans des régions spécifiques du cerveau. La matière blanche facilite la communication entre les différentes régions du cerveau.

Diverses études examinant les avantages de l'exercice physique, de la santé cérébrale et de la fonction cognitive ont permis d'identifier le lien important entre la structure cérébrale et la connectivité fonctionnelle. Cette étude récente de Carnegie Mellon améliore notre compréhension du lien critique entre les changements cérébraux structurels et fonctionnels dans le processus d'apprentissage humain et l'importance de la pratique, de la pratique et de la pratique.

Si vous souhaitez en savoir plus sur ce sujet, consultez mes articles de blog Psychology Today ,

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