Représentation de l'information spatiotemporelle dans la mémoire épisodique humaine et la navigation

Les modèles contemporains de navigation spatiale et de mémoire épisodique (mémoire des événements) postulent que leurs calculs sous-jacents émergent principalement de mécanismes neuronaux partagés au sein des lobes temporaux médians. Dans le cadre des deux derniers cycles de financement pour ce renouvellement compétitif, les chercheurs ont commencé à délimiter les différences cognitives et neurales importantes entre la navigation et la mémoire épisodique. Le nouveau cadre émergent défend la navigation comme une compétence cognitive motrice pilotée par les sens impliquant l'extraction de régularités spatiales, et la mémoire épisodique comme principalement pilotée en interne et impliquant des marqueurs ordinaux. Les chercheurs émettent l'hypothèse que la navigation et la mémoire épisodique impliquent donc des régions cérébrales et des réseaux macroscopiques partiellement distincts, bien que l'endroit et la manière dont ces différences émergent dans le cerveau restent un domaine d'exploration active. Ici, les chercheurs testent des aspects novateurs de ce cadre théorique : comment les connaissances préexistantes affectent différemment l'acquisition de nouveaux souvenirs épisodiques par rapport aux représentations liées à la navigation sur des intervalles plus longs (jours et semaines ; Objectif 1) et plus courts (heures ; Objectif 2). Tout au long, les chercheurs proposent des modèles alternatifs significatifs, y compris l'idée que la connectivité à l'hippocampe et au néocortex, ainsi que les réseaux macroscopiques corticaux en dehors de l'hippocampe, jouent des rôles critiques et uniques dans la mémoire épisodique par rapport à la navigation. Dans l'Objectif 1, utilisant l'IRMf haute résolution, les chercheurs proposent d'employer trois expériences différentes pour comparer comment les schémas (connaissances spatiales préexistantes) et les scripts (connaissances temporelles préexistantes) interagissent différemment avec l'apprentissage nouveau dans le contexte de la mémoire épisodique et de la navigation. Ensemble, les résultats de ces expériences fourniront un aperçu mécanistique de la manière dont les humains organisent les souvenirs épisodiques et les connaissances pertinentes pour la navigation sur des intervalles plus longs, ce qui pourrait être significatif pour la réhabilitation cognitive. Dans l'Objectif 2, les chercheurs se concentrent sur la manière dont la mémoire épisodique interagit avec la navigation et les connaissances préexistantes sur des intervalles plus courts (heures) en étudiant la simulation mentale avant et après la navigation. La simulation mentale implique de se souvenir ou de planifier activement des expériences et a des liens directs avec les processus cognitifs centraux de la mémoire épisodique, en particulier dans nos trois expériences proposées différentes. Ici, l'équipe du chercheur principal emploiera l'EEG intracrânien résolu en temps en collaboration avec le Dr Brad Lega de l'University of Texas Southwestern pour mieux identifier le contenu mnésique de la navigation et de la simulation mentale, y compris une manipulation causale impliquant l'antagoniste muscarinique de l'acétylcholine, la scopolamine, et des enregistrements de cellules uniques. Ensemble, les expériences de l'Objectif 2 fourniront un aperçu novateur sur la base mécanistique des représentations liées à la mémoire épisodique et à la navigation. Une telle compréhension mécanistique pourrait être utile pour développer des protocoles de neurostimulation ou pharmacologiques (par exemple, impliquant l'acétylcholine) qui pourraient être utilisés pour renforcer la mémoire altérée ou la fonction de navigation après un accident vasculaire cérébral, des dommages par crise, ou d'autres lésions cérébrales affectant la fonction hippocampique.