{"id":17127,"date":"2026-10-14T22:56:36","date_gmt":"2026-10-14T22:56:36","guid":{"rendered":"http:\/\/french.arabpsychology.com\/theorists\/may-britt-moser-1963-a-nos-jours\/"},"modified":"2026-10-14T22:56:36","modified_gmt":"2026-10-14T22:56:36","slug":"may-britt-moser-1963-a-nos-jours","status":"publish","type":"psych_theorist","link":"https:\/\/french.arabpsychology.com\/?psych_theorist=may-britt-moser-1963-a-nos-jours","title":{"rendered":"May-Britt Moser – De 1963 \u00e0 nos jours"},"content":{"rendered":"

L\u2019histoire des neurosciences contemporaines est jalonn\u00e9e de d\u00e9couvertes fondamentales qui ont progressivement d\u00e9voil\u00e9 les bases mat\u00e9rielles de la pens\u00e9e, mais rares sont celles qui ont transform\u00e9 notre appr\u00e9hension de la conscience spatiale avec autant d\u2019\u00e9l\u00e9gance et de profondeur que les travaux de May-Britt Moser. N\u00e9e en 1963 sur la c\u00f4te occidentale de la Norv\u00e8ge, cette psychologue et neurophysiologiste a su concilier les interrogations philosophiques les plus anciennes relatives \u00e0 la nature de l\u2019espace et de l\u2019esprit avec la rigueur empirique de l\u2019\u00e9lectrophysiologie cellulaire. En d\u00e9couvrant, aux c\u00f4t\u00e9s de son collaborateur de longue date Edvard Moser, les \u00ab cellules de grille \u00bb (grid cells<\/em>) au sein du cortex entorhinal dorsom\u00e9dian, elle a apport\u00e9 une r\u00e9ponse biologique tangible au probl\u00e8me kantien des formes a priori<\/em> de la sensibilit\u00e9, \u00e9tablissant que le cerveau ne se contente pas de refl\u00e9ter passivement l\u2019environnement ext\u00e9rieur, mais g\u00e9n\u00e8re de mani\u00e8re endog\u00e8ne une m\u00e9trique universelle pour cartographier le monde.<\/p>\n

Le parcours intellectuel de May-Britt Moser s\u2019inscrit dans un dialogue constant entre la psychologie cognitive, l’\u00e9thologie et la neurophysiologie int\u00e9grative. Refusant le clivage st\u00e9rile entre l’analyse purement ph\u00e9nom\u00e9nologique du comportement et le r\u00e9ductionnisme mol\u00e9culaire aveugle aux dynamiques globales des r\u00e9seaux, elle a inaugur\u00e9, \u00e0 l\u2019Universit\u00e9 norv\u00e9gienne de sciences et de technologie (NTNU<\/a>) \u00e0 Trondheim, un centre d\u2019excellence mondiale d\u00e9di\u00e9 \u00e0 la cartographie des op\u00e9rations cognitives sup\u00e9rieures. Ses recherches ont mis en lumi\u00e8re l\u2019existence d\u2019un v\u00e9ritable syst\u00e8me de positionnement biologique au sein des structures hippocampiques et para-hippocampiques des mammif\u00e8res, constitu\u00e9 non seulement de cellules de grille, mais \u00e9galement de cellules de bordure, de direction de la t\u00eate et de vitesse, formant une armature computationnelle unifi\u00e9e indispensable \u00e0 la m\u00e9moire \u00e9pisodique et \u00e0 la navigation spatiale.<\/p>\n

Couronn\u00e9e par le prix Nobel de physiologie ou m\u00e9decine en 2014, May-Britt Moser incarne une vision profond\u00e9ment humaniste, collaborative et audacieuse de la science. Loin de s’arr\u00eater \u00e0 la cons\u00e9cration de ses travaux sur l’espace physique, elle a continu\u00e9 d’\u00e9largir les fronti\u00e8res de la recherche neuroscientifique en \u00e9lucidant les m\u00e9canismes neuronaux qui sous-tendent la perception du temps subjectif et la structuration des flux d’exp\u00e9riences au sein du cortex entorhinal lat\u00e9ral. Ce m\u00e9moire exhaustif retrace avec minutie la trajectoire biographique, exp\u00e9rimentale, conceptuelle et institutionnelle d’une chercheuse d’exception dont la rigueur m\u00e9thodologique et la cr\u00e9ativit\u00e9 intellectuelle continuent de red\u00e9finir notre compr\u00e9hension des fondements biologiques de l’esprit humain.<\/p>\n

1. 1. Origines, jeunesse et formation acad\u00e9mique initiale en psychologie<\/h2>\n

1.1 Enfance et premi\u00e8res influences intellectuelles \u00e0 Fosnav\u00e5g<\/h3>\n

May-Britt Moser, n\u00e9e May-Britt Andreassen le 4 janvier 1963 \u00e0 Fosnav\u00e5g, sur l’\u00eele de Bergs\u00f8ya dans l’archipel norv\u00e9gien de Sunnm\u00f8re, a grandi dans un environnement g\u00e9ographique marqu\u00e9 par l’\u00e2pret\u00e9 et la beaut\u00e9 sauvage de l’oc\u00e9an Atlantique Nord. Cette enclave c\u00f4ti\u00e8re, domin\u00e9e par les activit\u00e9s traditionnelles de la p\u00eache et de l’agriculture vivri\u00e8re, a forg\u00e9 chez la jeune fille un rapport imm\u00e9diat et contemplatif avec le monde vivant. D\u00e8s sa plus tendre enfance, elle manifeste une curiosit\u00e9 aigu\u00eb et spontan\u00e9e pour le comportement des animaux domestiques et sauvages qui peuplent son quotidien, passant de longues heures \u00e0 observer les interactions des oiseaux marins, le vol stationnaire des go\u00e9lands ou les dynamiques de troupeau des moutons sur les collines c\u00f4ti\u00e8res. Cette proximit\u00e9 intime avec les rythmes naturels constitue la matrice premi\u00e8re de ce qui deviendra, des d\u00e9cennies plus tard, une vocation in\u00e9branlable pour l’\u00e9thologie et la neurobiologie fonctionnelle.<\/p>\n

Au sein de son foyer, bien que ses parents ne soient pas issus du s\u00e9rail acad\u00e9mique et ne poss\u00e8dent pas de dipl\u00f4mes universitaires, r\u00e8gne un profond respect pour l’autonomie individuelle, la droiture morale et la libert\u00e9 de pens\u00e9e. \u00c9lev\u00e9e dans une fratrie o\u00f9 l’ing\u00e9niosit\u00e9 pratique est constamment valoris\u00e9e, May-Britt b\u00e9n\u00e9ficie d’une \u00e9ducation non autoritaire, ax\u00e9e sur l’observation rigoureuse du r\u00e9el, l’ind\u00e9pendance de jugement et la confiance en ses capacit\u00e9s propres. Loin des carDrawing-rooms intellectuels urbains, elle apprend \u00e0 observer les ph\u00e9nom\u00e8nes de la nature sans grille d’analyse pr\u00e9con\u00e7ue, d\u00e9veloppant un regard empirique aiguis\u00e9 qui se r\u00e9v\u00e9lera plus tard d’une f\u00e9condit\u00e9 remarquable lorsqu’il s’agira de traquer les signaux \u00e9lectrophysiologiques sous-jacents aux mouvements des rongeurs dans des ar\u00e8nes de test.<\/p>\n

Cette motivation intrins\u00e8que pour l’\u00e9tude et la compr\u00e9hension des m\u00e9canismes sous-jacents aux comportements vivants pousse la jeune May-Britt \u00e0 envisager des \u00e9tudes sup\u00e9rieures, rompant ainsi avec les trajectoires professionnelles habituelles de sa r\u00e9gion d’origine. Malgr\u00e9 l’absence d’ant\u00e9c\u00e9dents universitaires dans son arbre g\u00e9n\u00e9alogique imm\u00e9diat, elle nourrit l’ambition ferme d’embrasser une carri\u00e8re consacr\u00e9e \u00e0 la d\u00e9couverte intellectuelle. Ce d\u00e9sir de s’extirper des d\u00e9terminismes socioculturels locaux n’est pas guid\u00e9 par un rejet de ses racines insulaires, mais par une soif insatiable de r\u00e9ponses aux \u00e9nigmes de la cognition et de la vie mentale, un \u00e9lan int\u00e9rieur qui la conduira rapidement \u00e0 quitter son \u00eele natale pour rejoindre les amphith\u00e9\u00e2tres de la capitale norv\u00e9gienne.<\/p>\n

1.2 Cursus universitaire \u00e0 l’Universit\u00e9 d’Oslo : de la psychologie aux neurosciences<\/h3>\n

\u00c0 son arriv\u00e9e \u00e0 l’Universit\u00e9 d’Oslo au d\u00e9but des ann\u00e9es 1980, May-Britt Moser s’inscrit initialement dans un cursus de psychologie, discipline qui promettait alors d’explorer les arcanes de la subjectivit\u00e9 et des comportements humains. Elle y aborde l’\u00e9tude approfondie de la psychologie clinique, de la th\u00e9orie du d\u00e9veloppement, de la psychologie cognitive naissante et des premiers rudiments de la neurobiologie. N\u00e9anmoins, l’enseignement traditionnel de la psychologie de l’\u00e9poque, encore fortement teint\u00e9 par le b\u00e9haviorisme d’une part et la psychanalyse d’autre part, laisse la jeune \u00e9tudiante sur une profonde insatisfaction th\u00e9orique. Elle per\u00e7oit avec acuit\u00e9 le d\u00e9calage conceptuel entre les descriptions ph\u00e9nom\u00e9nologiques ou statistiques des conduites animales et l’absence presque totale d’ancrage explicatif dans la r\u00e9alit\u00e9 mat\u00e9rielle des circuits c\u00e9r\u00e9braux.<\/p>\n

Cette tension intellectuelle acc\u00e9l\u00e8re sa transition conceptuelle vers les neurosciences fondamentales. Pour May-Britt Moser, il devient imp\u00e9ratif de d\u00e9passer le mod\u00e8le de la \u00ab bo\u00eete noire \u00bb propre aux th\u00e9ories comportementales classiques pour rechercher les bases m\u00e9canistiques concr\u00e8tes, synaptiques et cellulaires qui orchestrent la perception, l’apprentissage et la m\u00e9moire. Elle comprend que pour \u00e9clairer les myst\u00e8res de l’esprit, l’observation macroscopique doit imp\u00e9rativement s’adosser aux outils \u00e9mergents de la neurophysiologie int\u00e9grative. Les cours dispens\u00e9s \u00e0 Oslo la confrontent aux premiers grands paradigmes de la psychophysiologie animale, et elle r\u00e9alise que la cl\u00e9 des ph\u00e9nom\u00e8nes cognitifs r\u00e9side dans le fonctionnement synchrone des assembl\u00e9es de neurones.<\/p>\n

L’environnement intellectuel de l’Universit\u00e9 d’Oslo au cours de cette p\u00e9riode offre un terreau particuli\u00e8rement fertile pour cette r\u00e9orientation audacieuse. La facult\u00e9 abrite des figures tut\u00e9laires de la physiologie norv\u00e9gienne et entretient une tradition d’excellence en biologie exp\u00e9rimentale qui tranche avec les d\u00e9bats purement sp\u00e9culatifs de certains d\u00e9partements de sciences humaines. May-Britt s’immerge avec passion dans la litt\u00e9rature neuroscientifique internationale, \u00e9tudiant les travaux r\u00e9cents sur la transmission synaptique, l’anatomie fonctionnelle des syst\u00e8mes corticaux et les fondements biologiques de l’habituation et du conditionnement, posant ainsi le socle th\u00e9orique de sa future carri\u00e8re d’exp\u00e9rimentatrice de premier plan.<\/p>\n

1.3 La rencontre et la gen\u00e8se du partenariat scientifique avec Edvard Moser<\/h3>\n

C’est au cours de ces ann\u00e9es d’\u00e9tudes fondamentales \u00e0 l’Universit\u00e9 d’Oslo que se produit un \u00e9v\u00e9nement d\u00e9cisif qui va infl\u00e9chir de mani\u00e8re permanente la trajectoire de May-Britt Andreassen : sa rencontre avec Edvard Moser, un autre \u00e9tudiant en psychologie anim\u00e9 par une passion similaire pour les bases biologiques de l’esprit. D\u00e8s leurs premiers \u00e9changes, une alchimie intellectuelle extraordinaire se noue entre eux. Partageant une m\u00eame soif de rigueur m\u00e9thodologique, un temp\u00e9rament curieux et une volont\u00e9 farouche de ne pas s’en tenir aux dogmes acad\u00e9miques existants, ils r\u00e9alisent que leurs r\u00e9flexions individuelles sur les myst\u00e8res de la m\u00e9moire et de l’apprentissage gagnent en profondeur lorsqu’elles sont confront\u00e9es et \u00e9labor\u00e9es conjointement.<\/p>\n

Leur partenariat scientifique s’amorce formellement par le biais de projets d’\u00e9tudes conjoints o\u00f9 ils s’efforcent d’associer la psychologie animale exp\u00e9rimentale et la physiologie c\u00e9r\u00e9brale. Tr\u00e8s vite, ils d\u00e9cident de mutualiser leurs efforts de recherche, instituant un mode de fonctionnement bas\u00e9 sur une parit\u00e9 intellectuelle totale, un dialogue critique constant et une r\u00e9partition harmonieuse des t\u00e2ches d’investigation. Ce bin\u00f4me fusionne l’enthousiasme communicatif, l’intuition biologique et la sensibilit\u00e9 comportementale de May-Britt avec la rigueur analytique, la vision architecturale et l’orientation computationnelle d’Edvard. Cette compl\u00e9mentarit\u00e9 op\u00e9rationnelle deviendra l’un des moteurs les plus remarquables de l’histoire des sciences du cerveau au XXIe si\u00e8cle.<\/p>\n

Ensemble, ils adoptent une d\u00e9marche exp\u00e9rimentale intransigeante, convaincus que toute avanc\u00e9e significative dans la compr\u00e9hension de la psychologie animale exige le d\u00e9ploiement d’outils de mesure d’une pr\u00e9cision absolue. Ils s’\u00e9loignent des simples \u00e9tudes descriptives pour concevoir des protocoles capables de sonder directement les r\u00e9percussions comportementales de modifications physiologiques cibl\u00e9es. Cette symbiose amoureuse et intellectuelle \u2014 ils se marient en 1985 \u2014 scelle le point de d\u00e9part d’une trajectoire commune qui les m\u00e8nera des laboratoires humides d’Oslo aux sommets de la communaut\u00e9 neuroscientifique mondiale, unis par la conviction que le substrat de la pens\u00e9e rationnelle peut \u00eatre \u00e9lucid\u00e9 cellule par cellule.<\/p>\n

2. 2. L’apprentissage m\u00e9thodologique et le mentorat sous la direction de Per Andersen<\/h2>\n

2.1 L’immersion dans le laboratoire de neurophysiologie de Per Andersen<\/h3>\n

D\u00e9sireux d’aborder les m\u00e9canismes cellulaires de la m\u00e9moire \u00e0 l’\u00e9chelle la plus rigoureuse possible, May-Britt et Edvard Moser parviennent, \u00e0 force de d\u00e9termination et d’audace, \u00e0 forcer les portes du laboratoire du prestigieux neurophysiologiste Per Andersen<\/a> \u00e0 l’Universit\u00e9 d’Oslo. Andersen est alors une sommit\u00e9 plan\u00e9taire, internationalement reconnu pour ses travaux pionniers sur l’anatomie fonctionnelle et la physiologie de l’hippocampe, ainsi que pour son r\u00f4le central dans la d\u00e9couverte et la caract\u00e9risation de la plasticit\u00e9 synaptique. Int\u00e9grer cette unit\u00e9 d’\u00e9lite constitue une \u00e9preuve initiatique majeure pour les deux jeunes psychologues, Andersen n’ayant pas pour habitude d’accueillir des \u00e9tudiants sans formation m\u00e9dicale ou biologique classique pr\u00e9alable, mais leur passion sans faille emporte finalement son adh\u00e9sion.<\/p>\n

Sous la direction exigeante de Per Andersen, May-Britt Moser fait l’apprentissage approfondi des techniques \u00e9lectrophysiologiques de pointe. Elle s’initie \u00e0 l’art d\u00e9licat de la pr\u00e9paration des tranches d’hippocampe in vitro<\/em>, \u00e0 la stimulation pr\u00e9cise des voies aff\u00e9rentes (telles que la voie perforante et les collat\u00e9rales de Schaffer) et \u00e0 la mesure minutieuse des potentiels de champ postsynaptiques excitateurs (fEPSP). Andersen inculque \u00e0 ses disciples une discipline d’airain : un enregistrement n’est valide que si le rapport signal sur bruit est irr\u00e9prochable et si la stabilit\u00e9 de la ligne de base est attest\u00e9e sur de longues dur\u00e9es. Cette qu\u00eate maniaque de la propret\u00e9 des signaux et de la reproductibilit\u00e9 des mesures marquera \u00e0 jamais la d\u00e9marche exp\u00e9rimentale de May-Britt Moser.<\/p>\n

Cette immersion dans le laboratoire d’Andersen lui permet d’appr\u00e9hender intimement les substrats neuronaux de la potentialisation \u00e0 long terme (LTP, pour Long-Term Potentiation<\/em>), consid\u00e9r\u00e9e \u00e0 l’\u00e9poque comme le mod\u00e8le cellulaire universel de l’apprentissage et de la consolidation mn\u00e9sique. May-Britt analyse la mani\u00e8re dont des trains d’impulsions \u00e9lectriques \u00e0 haute fr\u00e9quence modifient de mani\u00e8re durable l’efficacit\u00e9 de la transmission synaptique glutamatergique. Cette familiarisation avec la machinerie intime de la plasticit\u00e9 neuronale lui conf\u00e8re une assise m\u00e9canistique solide, lui permettant d’aborder avec une assurance nouvelle les questions complexes de la formation des traces mn\u00e9siques chez l’animal intact.<\/p>\n

2.2 Travaux doctoraux sur les fonctions structurales de l’hippocampe<\/h3>\n

Pour leur travail de doctorat, May-Britt et Edvard Moser se consacrent \u00e0 une question fondamentale qui divise alors la communaut\u00e9 scientifique : dans quelle mesure l’int\u00e9grit\u00e9 globale de l’hippocampe est-elle n\u00e9cessaire aux fonctions de m\u00e9moire spatiale, et existe-t-il une h\u00e9t\u00e9rog\u00e9n\u00e9it\u00e9 fonctionnelle le long de son axe longitudinal ? Utilisant des techniques chirurgicales de haute pr\u00e9cision pour r\u00e9aliser des micro-l\u00e9sions excitotoxiques s\u00e9lectives au sein de l’hippocampe dorsal ou ventral de rongeurs, May-Britt Moser met en \u0153uvre des analyses quantitatives et st\u00e9r\u00e9ologiques rigoureuses pour mesurer avec exactitude l’\u00e9tendue tissulaire des r\u00e9sections neuronales, \u00e9tablissant un lien direct entre le volume de tissu \u00e9pargn\u00e9 et les capacit\u00e9s cognitives r\u00e9siduelles de l’animal.<\/p>\n

Les r\u00e9sultats de ses recherches doctorales aboutissent \u00e0 une d\u00e9couverte scientifique majeure : contrairement aux hypoth\u00e8ses holistiques pr\u00e9valant jusque-l\u00e0, qui postulaient une \u00e9quipotentialit\u00e9 de la structure hippocampique, May-Britt Moser et son \u00e9quipe d\u00e9montrent que seule une faible fraction de l’hippocampe dorsal (de l’ordre de 20 \u00e0 25 %) est strictement indispensable \u00e0 l’apprentissage et \u00e0 la r\u00e9tention de la m\u00e9moire spatiale de r\u00e9f\u00e9rence. Les l\u00e9sions circonscrites \u00e0 la partie ventrale de l’hippocampe, en revanche, n’alt\u00e8rent nullement les performances de navigation, mais affectent plut\u00f4t les r\u00e9ponses \u00e9motionnelles et le conditionnement \u00e0 la peur. Ces donn\u00e9es pionni\u00e8res \u00e9tablissent de mani\u00e8re irr\u00e9futable l’existence d’une dissociation fonctionnelle tranch\u00e9e le long de l’axe longitudinal dorso-ventral de l’hippocampe.<\/p>\n

Ces travaux d\u00e9bouchent sur la soutenance conjointe mais distincte de leur th\u00e8se de doctorat en 1995 \u00e0 l’Universit\u00e9 d’Oslo. La soutenance de May-Britt Moser est salu\u00e9e pour sa virtuosit\u00e9 m\u00e9thodologique et la clart\u00e9 de sa synth\u00e8se conceptuelle reliant les alt\u00e9rations anatomiques localis\u00e9es aux d\u00e9ficits d’apprentissage spatial dans des paradigmes comportementaux standardis\u00e9s. Cet accomplissement acad\u00e9mique lui ouvre grand les portes de la communaut\u00e9 internationale des neurosciences, affirmant d’embl\u00e9e sa posture de chercheuse novatrice capable de revisiter de mani\u00e8re critique les postulats de la neuroanatomie fonctionnelle classique.<\/p>\n

2.3 \u00c9mergence d’une approche biopsychologique int\u00e9grative<\/h3>\n

Tout au long de cette p\u00e9riode de formation doctorale, May-Britt Moser consolide une philosophie de la recherche qui constituera sa signature tout au long de sa carri\u00e8re : le refus cat\u00e9gorique du r\u00e9ductionnisme mol\u00e9culaire pur lorsqu’il est d\u00e9connect\u00e9 du comportement observable. Alors qu’une fraction croissante de la communaut\u00e9 neurobiologique des ann\u00e9es 1990 se d\u00e9tourne des analyses comportementales pour se focaliser exclusivement sur les r\u00e9cepteurs NMDA, les cascades de kinases et la g\u00e9n\u00e9tique mol\u00e9culaire de la synapse, May-Britt d\u00e9fend ardemment l’imp\u00e9ratif de maintenir le sujet biologique entier et actif au centre du dispositif exp\u00e9rimental. Pour elle, un m\u00e9canisme synaptique n’a de sens biologique que s’il peut \u00eatre corr\u00e9l\u00e9 \u00e0 une action, un choix ou une strat\u00e9gie de l’organisme dans son \u00e9cologie propre.<\/p>\n

Cette vision biopsychologique int\u00e9grative s’appuie sur la r\u00e9habilitation exp\u00e9rimentale du concept de \u00ab carte cognitive \u00bb jadis th\u00e9oris\u00e9 par le psychologue Edward Tolman \u00e0 la fin des ann\u00e9es 1940. Moser comprend que pour d\u00e9crypter cette carte mentale, il est vain d’analyser le cerveau au repos ou sous anesth\u00e9sie g\u00e9n\u00e9rale ; il faut observer les neurones en action tandis que le mammif\u00e8re interagit avec son environnement physique, explore l’espace, h\u00e9site, fait demi-tour et m\u00e9morise des trajectoires. L’\u00e9chelle pertinente d’observation n’est donc ni la prot\u00e9ine isol\u00e9e, ni le comportement global d\u00e9contextualis\u00e9, mais le r\u00e9seau dynamique de neurones individuels op\u00e9rant en temps r\u00e9el chez l’animal en mouvement libre.<\/p>\n

D\u00e8s la fin de son doctorat, May-Britt Moser commence \u00e0 esquisser les protocoles exp\u00e9rimentaux d’enregistrements unitaires extracellulaires chroniques chez le rongeur vigile. Elle pressent que les m\u00e9thodes de micro-l\u00e9sions, bien qu’utiles pour cartographier de grands ensembles, ne peuvent livrer les secrets du langage de l’hippocampe. La pr\u00e9paration minutieuse de cette transition m\u00e9thodologique vers l’\u00e9lectrophysiologie in vivo<\/em> chez l’animal non contraint pose les jalons th\u00e9oriques et op\u00e9ratoires qui rendront possibles les d\u00e9couvertes sensationnelles de la d\u00e9cennie suivante.<\/p>\n

3. 3. Les formations postdoctorales internationales et l’influence de pionniers<\/h2>\n

3.1 Stage postdoctoral aupr\u00e8s de Richard Morris \u00e0 \u00c9dimbourg<\/h3>\n

Munie de son dipl\u00f4me de doctorat, May-Britt Moser entreprend en 1995 un premier stage postdoctoral au sein du laboratoire de Richard Morris<\/a> au Centre des neurosciences de l’Universit\u00e9 d’\u00c9dimbourg, en \u00c9cosse. Morris est alors une figure d’envergure mondiale, c\u00e9l\u00e8bre pour avoir con\u00e7u le labyrinthe aquatique qui porte son nom (le Morris water maze<\/em>), l’outil comportemental de r\u00e9f\u00e9rence utilis\u00e9 sur toute la plan\u00e8te pour \u00e9valuer la m\u00e9moire spatiale d\u00e9pendante de l’hippocampe chez le rat. Ce s\u00e9jour en terre \u00e9cossaise permet \u00e0 May-Britt Moser de plonger au c\u0153ur des subtilit\u00e9s exp\u00e9rimentales de ce paradigme embl\u00e9matique, apprenant \u00e0 ma\u00eetriser tous les param\u00e8tres critiques susceptibles d’influencer l’apprentissage animal : contraste visuel, indices proximaux versus distaux, temp\u00e9rature de l’eau, et trajectoires g\u00e9om\u00e9triques.<\/p>\n

Aupr\u00e8s de Morris, May-Britt confronte directement les hypoth\u00e8ses pharmacologiques et synaptiques de la m\u00e9moire avec les mod\u00e8les comportementaux les plus rigoureux. Elle participe \u00e0 des investigations sophistiqu\u00e9es visant \u00e0 d\u00e9terminer si le blocage pharmacologique de la potentialisation \u00e0 long terme par des antagonistes sp\u00e9cifiques des r\u00e9cepteurs NMDA (tels que l’AP5) abolit r\u00e9ellement la capacit\u00e9 des animaux \u00e0 former de nouveaux souvenirs spatiaux, ou s’il s’agit d’un simple effet perturbateur sur les capacit\u00e9s sensori-motrices de base. Ces exp\u00e9riences raffin\u00e9es exigent un contr\u00f4le comportemental impeccable, que May-Britt int\u00e8gre avec une aisance remarquable, perfectionnant son art du diagnostic exp\u00e9rimental fin.<\/p>\n

Ce stage postdoctoral est \u00e9galement l’occasion d’int\u00e9grer des paradigmes novateurs pour \u00e9valuer la flexibilit\u00e9 cognitive et l’adaptation \u00e0 des changements environnementaux brusques, comme l’inversion de la position de la plate-forme immerg\u00e9e ou la modification des rep\u00e8res extra-labyrinthes. May-Britt Moser y affine sa conviction que la m\u00e9moire spatiale ne saurait \u00eatre r\u00e9duite \u00e0 une simple cha\u00eene d’associations de stimuli et de r\u00e9ponses motrices, mais rel\u00e8ve d’une mod\u00e9lisation interne et abstraite de la g\u00e9om\u00e9trie du monde ext\u00e9rieur, pr\u00eate \u00e0 \u00eatre actualis\u00e9e en permanence \u00e0 mesure que l’animal \u00e9volue dans son espace de vie.<\/p>\n

3.2 Collaboration d\u00e9cisive au laboratoire de John O’Keefe \u00e0 l’University College London<\/h3>\n

Apr\u00e8s son s\u00e9jour \u00e9cossais, May-Britt Moser rejoint avec Edvard le laboratoire pionnier de John O’Keefe<\/a> au D\u00e9partement d’anatomie et de biologie du d\u00e9veloppement de l’University College London (UCL). Cette collaboration marque un tournant monumental dans son \u00e9volution scientifique. C’est en effet John O’Keefe qui, en 1971, a d\u00e9couvert au sein de la r\u00e9gion CA1 de l’hippocampe les c\u00e9l\u00e8bres \u00ab cellules de lieu \u00bb (place cells<\/em>), ces neurones pyramidaux qui d\u00e9chargent s\u00e9lectivement des potentiels d’action lorsque l’animal se situe dans une portion sp\u00e9cifique et d\u00e9limit\u00e9e de son environnement, appel\u00e9e le \u00ab champ de lieu \u00bb (place field<\/em>). Chez O’Keefe, May-Britt est initi\u00e9e \u00e0 l’art minutieux des enregistrements \u00e9lectrophysiologiques unitaires chroniques au moyen de faisceaux de micro\u00e9lectrodes implant\u00e9es de mani\u00e8re permanente dans le cerveau de rongeurs vigiles.<\/p>\n

L’observation directe, sur les oscilloscopes et dans les haut-parleurs du laboratoire d’UCL, des cr\u00e9pitements caract\u00e9ristiques d’une cellule de lieu s’activant avec une pr\u00e9cision chirurgicale au moment o\u00f9 le rongeur franchit un seuil spatial invisible dans la bo\u00eete constitue pour May-Britt Moser un choc \u00e9pist\u00e9mologique absolu. Pour la premi\u00e8re fois, la pens\u00e9e subjective, l’id\u00e9e abstraite du \u00ab lieu o\u00f9 je me trouve \u00bb, se manifeste sous la forme d’un signal \u00e9lectrique quantifiable, tra\u00e7able et reproductible. Elle se familiarise avec la construction artisanale des micro-drives, la d\u00e9coupe et l’\u00e9lectro-d\u00e9position d’or sur les pointes des t\u00e9trodes pour abaisser leur imp\u00e9dance, et le maniement des algorithmes de tri de potentiels d’action (spike sorting<\/em>) permettant d’isoler avec certitude les d\u00e9charges de cellules uniques au sein d’une population compacte.<\/p>\n

Au contact r\u00e9gulier d’O’Keefe, May-Britt commence n\u00e9anmoins \u00e0 soulever de nouvelles interrogations fondamentales. Si l’hippocampe exprime avec une telle acuit\u00e9 la position de l’animal via ces cellules de lieu, d’o\u00f9 provient ce signal spatial d’une pr\u00e9cision millim\u00e9trique ? Est-il synth\u00e9tis\u00e9 de novo<\/em> au sein des r\u00e9seaux intrins\u00e8ques du gyrus dent\u00e9 et des aires CA3 et CA1, ou r\u00e9sulte-t-il d’un pr\u00e9traitement computationnel \u00e9labor\u00e9 en amont, au sein des structures corticales aff\u00e9rentes ? Cette \u00e9nigme des sources corticales de la carte cognitive devient le nouveau cap scientifique qu’elle se promet d’explorer d\u00e8s qu’elle aura conquis son ind\u00e9pendance de recherche.<\/p>\n

3.3 Fondation des pr\u00e9misses de l’autonomie scientifique en Norv\u00e8ge<\/h3>\n

En 1996, alors que de brillantes opportunit\u00e9s de carri\u00e8re postdoctorale s’ouvrent \u00e0 eux au Royaume-Uni et aux \u00c9tats-Unis, May-Britt et Edvard Moser prennent une d\u00e9cision \u00e0 contre-courant des trajectoires acad\u00e9miques traditionnelles : ils choisissent de rentrer en Norv\u00e8ge pour accepter des postes de professeurs adjoints \u00e0 l’Universit\u00e9 norv\u00e9gienne de sciences et de technologie (NTNU), situ\u00e9e dans la ville septentrionale de Trondheim. \u00c0 cette \u00e9poque, Trondheim n’est nullement un centre reconnu en neurophysiologie cellulaire animale ; le d\u00e9partement de psychologie y est modeste et ne dispose d’aucune infrastructure d’\u00e9lectrophysiologie lourde. Ce retour au pays s’apparente \u00e0 un pari extr\u00eamement audacieux, voire t\u00e9m\u00e9raire, aux yeux de bon nombre de leurs pairs britanniques.<\/p>\n

Consciente des risques, May-Britt Moser m\u00e8ne avec Edvard des n\u00e9gociations serr\u00e9es avec les autorit\u00e9s universitaires de la NTNU afin de garantir des conditions mat\u00e9rielles et financi\u00e8res strictes : un espace de laboratoire d\u00e9di\u00e9, un soutien \u00e0 l’acquisition d’une instrumentation \u00e9lectronique de pointe (pr\u00e9amplificateurs, syst\u00e8mes d’acquisition multicanaux, cages de Faraday) et une autonomie totale dans le choix de leurs axes de recherche. Gr\u00e2ce \u00e0 une \u00e9nergie d\u00e9bordante et \u00e0 une foi in\u00e9branlable dans leur vision, ils transforment des locaux d\u00e9saffect\u00e9s en un laboratoire de neurobiologie fonctionnelle ultramoderne, assemblant eux-m\u00eames les premiers bancs d’enregistrement et soudant leurs propres c\u00e2bles de transmission de signaux.<\/p>\n

La ligne directrice fix\u00e9e par May-Britt Moser pour son nouveau laboratoire de Trondheim est d’une clart\u00e9 limpide : remonter le flux des informations sensori-motrices pour d\u00e9crypter l’origine computationnelle des repr\u00e9sentations spatiales hippocampiques. Refusant la facilit\u00e9 de r\u00e9pliquer simplement les protocoles londoniens sur les cellules de lieu de CA1, elle s’attache \u00e0 sonder m\u00e9thodiquement les structures situ\u00e9es imm\u00e9diatement en amont de l’hippocampe. Trondheim, loin de constituer un exil provincial, devient ainsi en quelques ann\u00e9es le laboratoire d’une r\u00e9volution silencieuse qui s’appr\u00eate \u00e0 faire vaciller les th\u00e9ories dominantes sur l’organisation spatiale du cerveau.<\/p>\n

4. 4. L’exploration du cortex entorhinal et la perc\u00e9e majeure de 2005<\/h2>\n

4.1 Le repositionnement de l’attention vers le cortex entorhinal dorsom\u00e9dian<\/h3>\n

\u00c0 la fin des ann\u00e9es 1990 et au d\u00e9but des ann\u00e9es 2000, le dogme quasi universel en neurosciences cognitives stipule que la synth\u00e8se de l’espace s’op\u00e8re de mani\u00e8re souveraine au sein des circuits internes de l’hippocampe, plus pr\u00e9cis\u00e9ment gr\u00e2ce au vaste r\u00e9seau r\u00e9current auto-associatif de l’aire CA3. Cependant, en 2002, dans le cadre d’une s\u00e9rie d’exp\u00e9riences capitales men\u00e9es avec leur doctorante Marianne Fyhn, May-Britt Moser et Edvard r\u00e9alisent des l\u00e9sions s\u00e9lectives d\u00e9truisant les connexions intrins\u00e8ques de l’aire CA3. \u00c0 la surprise g\u00e9n\u00e9rale, les cellules de lieu de CA1 continuent d’exhiber des champs de d\u00e9charge spatiale parfaitement d\u00e9limit\u00e9s et stables, sugg\u00e9rant de mani\u00e8re p\u00e9remptoire que le signal spatial ne d\u00e9pend pas de l’architecture auto-associative de l’hippocampe mais provient directement des projections corticales aff\u00e9rentes, en premier lieu du cortex entorhinal.<\/p>\n

Forts de ce r\u00e9sultat iconoclaste, May-Britt Moser recentre r\u00e9solument l’attention de son \u00e9quipe sur le cortex entorhinal dorsom\u00e9dian (dMEC). L’exploration de cette structure s’av\u00e8re toutefois un d\u00e9fi anatomique et technique redoutable : situ\u00e9 profond\u00e9ment dans la bo\u00eete cr\u00e2nienne, le cortex entorhinal dorsom\u00e9dian des rongeurs est inclin\u00e9 selon un angle complexe et se r\u00e9v\u00e8le particuli\u00e8rement difficile d’acc\u00e8s pour des enregistrements unitaires stables sans endommager les sinus veineux ou les tissus corticaux adjacents. May-Britt perfectionne les coordonn\u00e9es st\u00e9r\u00e9otaxiques, adaptant les angles d’insertion des micro\u00e9lectrodes avec une rigueur g\u00e9om\u00e9trique absolue afin de cibler avec certitude les couches superficielles (couches II et III) du dMEC, lesquelles projettent directement vers le gyrus dent\u00e9 et l’aire CA1.<\/p>\n

Parall\u00e8lement \u00e0 cette prouesse chirurgicale, May-Britt Moser prend une autre d\u00e9cision m\u00e9thodologique d\u00e9terminante : rompre avec l’utilisation de petites bo\u00eetes de test carr\u00e9es de cinquante centim\u00e8tres de c\u00f4t\u00e9, standard de l’\u00e9poque, pour construire de tr\u00e8s grandes ar\u00e8nes d’exploration circulaires et rectangulaires mesurant jusqu’\u00e0 deux m\u00e8tres d’envergure. Elle postule avec justesse que si les signaux spatiaux du cortex entorhinal poss\u00e8dent une \u00e9chelle spatiale plus large ou une organisation distribu\u00e9e, de petites enceintes exp\u00e9rimentales agiraient comme un filtre tronquant la visibilit\u00e9 des patrons d’activit\u00e9 neuronale. Ce choix de concevoir de vastes environnements comportementaux constituera le catalyseur indispensable \u00e0 la r\u00e9v\u00e9lation d’un ph\u00e9nom\u00e8ne neurobiologique jusqu’alors invisible.<\/p>\n

4.2 La d\u00e9couverte des cellules de grille (grid cells)<\/h3>\n

C’est en 2004 et 2005 que les efforts opini\u00e2tres de May-Britt Moser, d’Edvard et de leurs \u00e9tudiants, notamment Marianne Fyhn, Torkel Hafting et Sturla Molden, d\u00e9bouchent sur l’une des observations les plus stup\u00e9fiantes de la biologie moderne. Alors qu’un rat explore m\u00e9thodiquement l’ar\u00e8ne de deux m\u00e8tres \u00e0 la recherche de minuscules miettes de chocolat \u00e9parpill\u00e9es au sol, les micro\u00e9lectrodes captent l’activit\u00e9 de neurones individuels du cortex entorhinal dorsom\u00e9dian. Contrairement aux cellules de lieu classiques, qui ne d\u00e9chargent qu’en un point unique de l’espace, ces nouveaux neurones s’activent en de multiples endroits distincts. Plus extraordinaire encore : ces champs de d\u00e9charge multiples ne sont pas dispers\u00e9s de mani\u00e8re al\u00e9atoire ou chaotique, mais s’agencent selon une r\u00e9gularit\u00e9 g\u00e9om\u00e9trique quasi divine.<\/p>\n

En accumulant des milliers de coordonn\u00e9es de pointage spatial corr\u00e9l\u00e9es aux d\u00e9charges de potentiels d’action, May-Britt Moser voit appara\u00eetre sous ses yeux \u00e9bahis un pavage p\u00e9riodique parfait : les pics d’activit\u00e9 d’un m\u00eame neurone forment un r\u00e9seau triangulaire ou hexagonal r\u00e9gulier couvrant sans discontinuit\u00e9 la totalit\u00e9 de l’espace accessible. Chaque cellule de grille poss\u00e8de sa propre grille spatiale, d\u00e9finie par une orientation, une phase (position des sommets) et une \u00e9chelle (espacement entre les sommets). Le cerveau du mammif\u00e8re ne se contente pas de coder la notion abstraite de position : il projette sur le monde une trame g\u00e9om\u00e9trique endog\u00e8ne d’une sym\u00e9trie hexagonale \u00e9clatante, rappelant la structure des cristaux ou des nids d’abeilles.<\/p>\n

La publication de cette d\u00e9couverte fondatrice dans la prestigieuse revue Nature<\/em> en 2005 (\u00ab Microstructure of a spatial map in the entorhinal cortex \u00bb) fait l’effet d’une d\u00e9flagration au sein de la communaut\u00e9 neuroscientifique mondiale. May-Britt Moser y d\u00e9crit les propri\u00e9t\u00e9s stup\u00e9fiantes de ces cellules baptis\u00e9es \u00ab cellules de grille \u00bb (grid cells<\/em>). L’article pulv\u00e9rise les mod\u00e8les ant\u00e9rieurs qui voyaient dans le cortex une simple mosa\u00efque de zones de relais sensoriel. En d\u00e9voilant ce syst\u00e8me de coordonn\u00e9es universel, le laboratoire de Trondheim s’impose instantan\u00e9ment comme l’\u00e9picentre d’un renouveau conceptuel majeur en neurosciences cognitives.<\/p>\n

4.3 Analyse math\u00e9matique et cristallisation du concept de m\u00e9trique spatiale<\/h3>\n

Pour d\u00e9montrer de mani\u00e8re irr\u00e9futable que la r\u00e9gularit\u00e9 spatiale observ\u00e9e n’est pas un artefact d’\u00e9chantillonnage ou une illusion statistique, May-Britt Moser et son \u00e9quipe d\u00e9veloppent, en collaboration \u00e9troite avec des physiciens et des math\u00e9maticiens, des outils d’analyse quantitative rigoureux. Ils appliquent des m\u00e9thodes d’autocorr\u00e9lation spatiale bidimensionnelle aux cartes de fr\u00e9quence de d\u00e9charge des neurones du cortex entorhinal. L’autocorr\u00e9lagramme r\u00e9v\u00e8le de fa\u00e7on spectaculaire un motif central entour\u00e9 d’un anneau de six pics dispos\u00e9s avec des intervalles de soixante degr\u00e9s parfaits, attestant d’une sym\u00e9trie rotationnelle d’ordre 6 caract\u00e9ristique des pavages hexagonaux les plus denses possibles dans un plan euclidien.<\/p>\n

Cette validation math\u00e9matique permet \u00e0 May-Britt Moser de cristalliser le concept fondamental de \u00ab m\u00e9trique spatiale \u00bb. Tandis que les cellules de lieu de l’hippocampe fournissent un encodage contextuel, qualitatif et idiosyncrasique (marquant des lieux particuliers charg\u00e9s de sens ou d’indices environnementaux saillants), les cellules de grille apportent une grille de mesure universelle, invariant d’un environnement \u00e0 l’autre. Elles agissent \u00e0 la mani\u00e8re d’une r\u00e8gle millim\u00e9tr\u00e9e ou du papier millim\u00e9tr\u00e9 interne de l’esprit, permettant d’\u00e9valuer de mani\u00e8re quantitative les distances absolues franchies et les angles de trajectoire, que l’animal se trouve dans une pi\u00e8ce famili\u00e8re, un labyrinthe complexe ou une plaine inconnue.<\/p>\n

Cette distinction conceptuelle nette entre la dynamique contextuelle des cellules de lieu et la m\u00e9trique intrins\u00e8que de la grille entorhinale permet de r\u00e9soudre une aporie vieille de plusieurs d\u00e9cennies en psychologie cognitive. May-Britt Moser prouve que le cerveau g\u00e9n\u00e8re de mani\u00e8re endog\u00e8ne son propre syst\u00e8me de coordonn\u00e9es vectorielles sans avoir besoin d’attendre l’extraction d’indices visuels externes continus. La d\u00e9couverte d\u00e9montre avec \u00e9clat que la cognition spatiale repose sur un dialogue intime entre une m\u00e9trique computationnelle entorhinale stable et une m\u00e9moire s\u00e9mantique et contextuelle hippocampique modulable.<\/p>\n

5. 5. Propri\u00e9t\u00e9s computationnelles et organisation modulaire des cellules de grille<\/h2>\n

5.1 Organisation topographique dorso-ventrale du cortex entorhinal<\/h3>\n

Dans le sillage de leur perc\u00e9e de 2005, May-Britt Moser et ses coll\u00e8gues entreprennent de diss\u00e9quer l’architecture fonctionnelle globale du cortex entorhinal m\u00e9dian. En syst\u00e9matisant les enregistrements tout au long de l’axe anatomique dorso-ventral de cette structure, ils mettent en lumi\u00e8re une organisation topographique d’une remarquable \u00e9l\u00e9gance : l’\u00e9chelle spatiale des cellules de grille n’est pas homog\u00e8ne, mais augmente de fa\u00e7on continue et graduelle depuis le p\u00f4le dorsal jusqu’au p\u00f4le ventral. Dans la partie la plus dorsale, l’espacement entre deux sommets d’activit\u00e9 d’une cellule de grille est extr\u00eamement serr\u00e9, de l’ordre d’une trentaine de centim\u00e8tres, fournissant un codage \u00e0 tr\u00e8s haute r\u00e9solution spatiale. \u00c0 mesure que les \u00e9lectrodes descendent vers les zones ventrales, la maille du filet s’\u00e9largit progressivement pour atteindre plusieurs m\u00e8tres.<\/p>\n

Cette cartographie multi-\u00e9chelle offre au syst\u00e8me nerveux une capacit\u00e9 computationnelle hors du commun, analogue \u00e0 la transform\u00e9e en ondelettes ou \u00e0 un syst\u00e8me de coordonn\u00e9es multi-r\u00e9solution. May-Britt Moser d\u00e9montre que le p\u00f4le dorsal permet de discriminer des variations infinit\u00e9simales de trajectoire et des d\u00e9placements fins dans l’environnement imm\u00e9diat, tandis que les segments ventraux int\u00e8grent des \u00e9tendues topographiques macroscopiques, assurant une stabilit\u00e9 globale de la repr\u00e9sentation spatiale \u00e0 grande \u00e9chelle. Le rongeur dispose ainsi, au sein d’une seule et m\u00eame structure anatomique, d’une palette continue de zooms m\u00e9triques superpos\u00e9s.<\/p>\n

Des travaux ult\u00e9rieurs approfondis conduits sous son \u00e9gide \u00e9tablissent par ailleurs que cette variation d’\u00e9chelle n’est pas strictement continue au sens lin\u00e9aire du terme, mais s’organise en \u00ab modules \u00bb fonctionnels discrets et ind\u00e9pendants. Chaque module regroupe des populations de cellules de grille partageant une m\u00eame \u00e9chelle spatiale et une m\u00eame orientation angulaire, ne diff\u00e9rant entre elles que par leur phase spatiale. Cette modularit\u00e9 structurelle conf\u00e8re au r\u00e9seau une robustesse exceptionnelle contre le bruit synaptique, permettant un encodage combinatoire capable de repr\u00e9senter une quasi-infinit\u00e9 de lieux distincts par simple d\u00e9phasage relatif des diff\u00e9rents modules.<\/p>\n

5.2 M\u00e9canismes de mise \u00e0 jour par int\u00e9gration du chemin (path integration)<\/h3>\n

L’une des questions les plus fascinantes \u00e9lucid\u00e9es par May-Britt Moser concerne la persistance de l’activit\u00e9 p\u00e9riodique des cellules de grille lorsque l’animal est priv\u00e9 de rep\u00e8res perceptifs externes. Dans des exp\u00e9riences d’une rigueur exemplaire men\u00e9es dans l’obscurit\u00e9 la plus compl\u00e8te, o\u00f9 tout indice visuel est aboli, elle d\u00e9montre que les cellules de grille continuent de d\u00e9charger selon une g\u00e9om\u00e9trie hexagonale impeccable sur de longues p\u00e9riodes de marche. Ce constat magistral prouve que la m\u00e9trique de la grille ne d\u00e9pend pas d’une reconnaissance optique constante du d\u00e9cor, mais repose sur un calcul dynamique permanent qualifi\u00e9 d’\u00ab int\u00e9gration du chemin \u00bb (path integration<\/em>).<\/p>\n

L’int\u00e9gration du chemin est l’op\u00e9ration computationnelle par laquelle un organisme calcule sa position pr\u00e9sente en int\u00e9grant vectoriellement, de mani\u00e8re continue au cours du temps, la direction et la vitesse de ses propres d\u00e9placements \u00e0 partir d’un point de r\u00e9f\u00e9rence initial. May-Britt Moser d\u00e9cortique comment le r\u00e9seau entorhinal agr\u00e8ge en permanence les informations sensorielles internes idioth\u00e9tiques : signaux vestibulaires issus des canaux semi-circulaires (acc\u00e9l\u00e9rations lin\u00e9aires et angulaires), r\u00e9troaction proprioceptive provenant des r\u00e9cepteurs articulaires et musculaires, et copies d’eff\u00e9rence motrice envoy\u00e9es par les centres moteurs corticaux et sous-corticaux.<\/p>\n

Ces donn\u00e9es exp\u00e9rimentales nourrissent l’\u00e9laboration de mod\u00e8les computationnels sophistiqu\u00e9s de \u00ab r\u00e9seaux d’attracteurs neuronaux continus \u00bb (continuous attractor neural networks<\/em>, CANN). Dans ces mod\u00e8les, inspir\u00e9s directement des d\u00e9couvertes de Moser, l’activit\u00e9 de la population de cellules de grille est conceptualis\u00e9e comme une bosse d’activit\u00e9 coh\u00e9rente qui se d\u00e9place sur un tore bidimensionnel virtuel sous l’impulsion de courants synaptiques asym\u00e9triques inject\u00e9s par les entr\u00e9es de vitesse et de direction. May-Britt Moser contribue ainsi de fa\u00e7on d\u00e9cisive \u00e0 jeter un pont entre l’observation \u00e9lectrophysiologique brute et la physique th\u00e9orique des syst\u00e8mes complexes appliqu\u00e9s au cerveau.<\/p>\n

5.3 Stabilit\u00e9, r\u00e9alignement et plasticit\u00e9 des grilles face aux modifications spatiales<\/h3>\n

Bien que la m\u00e9trique g\u00e9n\u00e9r\u00e9e par les cellules de grille soit intrins\u00e8que, elle ne saurait \u00eatre coup\u00e9e du monde r\u00e9el, sans quoi l’accumulation in\u00e9vitable d’erreurs d’int\u00e9gration du chemin conduirait rapidement \u00e0 une d\u00e9rive dramatique de la navigation. May-Britt Moser s’est donc pench\u00e9e avec minutie sur la dynamique de plasticit\u00e9 des grilles face aux d\u00e9formations g\u00e9om\u00e9triques impos\u00e9es \u00e0 l’environnement. En d\u00e9pla\u00e7ant des parois, en \u00e9tirant une bo\u00eete carr\u00e9e pour la transformer en rectangle ou en modifiant les textures des murs, elle observe comment la grille s’adapte, r\u00e9siste ou se reconfigure.<\/p>\n

Ces investigations mettent en lumi\u00e8re le ph\u00e9nom\u00e8ne fascinant de r\u00e9alignement ou remappage (remapping<\/em>). Face \u00e0 des modifications mod\u00e9r\u00e9es de la forme de l’enceinte, les grilles subissent une d\u00e9formation \u00e9lastique temporaire, s’\u00e9tirant ou se comprimant le long de l’axe modifi\u00e9, ce qui d\u00e9montre une interaction souple et continue entre les entr\u00e9es visuo-g\u00e9om\u00e9triques et la m\u00e9trique interne. Cependant, lorsque l’animal est transf\u00e9r\u00e9 dans un environnement radicalement neuf ou dot\u00e9 d’une tout autre signification contextuelle, les cellules de grille manifestent un ph\u00e9nom\u00e8ne de r\u00e9alignement global : les orientations des grilles tournent d’un bloc et leurs phases spatiales sont redistribu\u00e9es de fa\u00e7on impr\u00e9dictible, red\u00e9finissant un nouvel \u00e9talonnage spatial pour cet univers sp\u00e9cifique.<\/p>\n

May-Britt Moser d\u00e9montre \u00e9galement l’extraordinaire stabilit\u00e9 temporelle de ces repr\u00e9sentations. Une fois qu’un environnement a \u00e9t\u00e9 cartographi\u00e9 par un ensemble de cellules de grille, ce motif sp\u00e9cifique est conserv\u00e9 intact pendant des semaines, voire des mois. Lorsque l’animal y est r\u00e9introduit, le r\u00e9seau de neurones r\u00e9active instantan\u00e9ment la m\u00eame configuration g\u00e9om\u00e9trique, avec une fid\u00e9lit\u00e9 stup\u00e9fiante. Cette permanence atteste de la robustesse du code spatial entorhinal face au vieillissement synaptique et aux contingences de l’apprentissage continu, r\u00e9v\u00e9lant une machine cognitive capable d’une fid\u00e9lit\u00e9 d’enregistrement d’une prodigieuse long\u00e9vit\u00e9.<\/p>\n

6. 6. La cartographie compl\u00e8te du syst\u00e8me de navigation c\u00e9r\u00e9bral<\/h2>\n

6.1 Les cellules de direction de la t\u00eate (head-direction cells)<\/h3>\n

Le d\u00e9voilement de la m\u00e9trique hexagonale ne constitue que l’une des pi\u00e8ces ma\u00eetresse du puzzle de la navigation que May-Britt Moser s’emploie \u00e0 reconstituer. Pour qu’une carte spatiale soit op\u00e9rationnelle pour orienter le comportement d’un \u00eatre vivant, la connaissance des distances doit imp\u00e9rativement \u00eatre coupl\u00e9e \u00e0 une estimation pr\u00e9cise de l’orientation angulaire dans l’espace. En explorant m\u00e9thodiquement les couches profondes du cortex entorhinal (couches V et VI) ainsi que la r\u00e9gion adjacente du pr\u00e9subiculum, May-Britt Moser caract\u00e9rise de fa\u00e7on approfondie l’int\u00e9gration fonctionnelle des \u00ab cellules de direction de la t\u00eate \u00bb (head-direction cells<\/em>), initialement d\u00e9couvertes par James Ranck dans le postsubiculum.<\/p>\n

Ces cellules se comportent comme une boussole neuronale interne : chacune d’elles d\u00e9charge \u00e0 sa fr\u00e9quence maximale lorsque la t\u00eate de l’animal est orient\u00e9e selon un angle azimutal sp\u00e9cifique dans le plan horizontal, par exemple plein nord ou sud-ouest, quelle que soit par ailleurs la position physique de l’animal dans la pi\u00e8ce ou l’ar\u00e8ne. May-Britt Moser met en \u00e9vidence l’existence de cellules dites \u00ab conjugu\u00e9es \u00bb, capables d’encoder simultan\u00e9ment l’orientation de la t\u00eate et les coordonn\u00e9es de grille, \u00e9tablissant ainsi une passerelle computationnelle directe entre le vecteur de d\u00e9placement et la position m\u00e9trique sur le terrain.<\/p>\n

Elle analyse comment cette boussole biologique maintient sa coh\u00e9rence globale par le traitement combin\u00e9 des entr\u00e9es vestibulaires et des indices visuels lointains servant de points de mire. Lorsqu’un rep\u00e8re visuel majeur subit une rotation contr\u00f4l\u00e9e dans l’ar\u00e8ne exp\u00e9rimentale, May-Britt observe que la direction pr\u00e9f\u00e9rentielle des cellules de direction de la t\u00eate tourne exactement du m\u00eame angle, entra\u00eenant dans sa rotation l’orientation g\u00e9n\u00e9rale des cellules de grille associ\u00e9es. Cette d\u00e9monstration empirique \u00e9claire la mani\u00e8re dont le cerveau maintient en permanence une coh\u00e9rence g\u00e9om\u00e9trique interne absolue entre l’axe de son regard et le maillage spatial de ses d\u00e9placements.<\/p>\n

6.2 Les cellules de bordure (border cells) et la d\u00e9limitation spatiale<\/h3>\n

En poursuivant son exploration syst\u00e9matique du cortex entorhinal m\u00e9dian et des structures frontali\u00e8res du subiculum, le laboratoire de May-Britt Moser r\u00e9alise en 2008 une autre d\u00e9couverte majeure : celle des \u00ab cellules de bordure \u00bb (border cells<\/em> ou boundary cells<\/em>), rapport\u00e9e notamment dans un article remarqu\u00e9 de Trygve Solstad et collaborateurs. Ces neurones s’activent de fa\u00e7on spectaculaire et exclusive lorsque l’animal s’approche \u00e0 proximit\u00e9 imm\u00e9diate d’une limite physique infranchissable d\u00e9limitant son ar\u00e8ne, qu’il s’agisse d’un mur rectiligne, d’une paroi circulaire ou d’un bord abrupt ouvrant sur le vide.<\/p>\n

Chaque cellule de bordure manifeste une s\u00e9lectivit\u00e9 g\u00e9om\u00e9trique rigoureuse : telle cellule ne d\u00e9charge que le long du mur oriental, tandis qu’une autre s’active uniquement le long de la limite septentrionale de l’enceinte. May-Britt Moser d\u00e9montre le r\u00f4le fondamental jou\u00e9 par ces neurones dans l’ancrage de la carte spatiale globale. Alors que l’int\u00e9gration du chemin assur\u00e9e par les cellules de grille est intrins\u00e8quement sujette \u00e0 l’accumulation d’erreurs de d\u00e9rive m\u00e9trique au fil des minutes de locomotion, la rencontre avec une bordure physique fournit un signal sensoriel et haptique p\u00e9remptoire qui vient r\u00e9initialiser et corriger instantan\u00e9ment le syst\u00e8me de positionnement interne.<\/p>\n

Pour prouver cette fonction stabilisatrice, Moser imagine des exp\u00e9riences \u00e9l\u00e9gantes o\u00f9 une nouvelle paroi mobile est introduite soudainement au centre d’une pi\u00e8ce famili\u00e8re. Les cellules de bordure du rongeur d\u00e9veloppent instantan\u00e9ment un nouveau champ de d\u00e9charge le long de cet obstacle impr\u00e9vu, et l’on observe simultan\u00e9ment une r\u00e9organisation et une stabilisation locales des champs des cellules de grille environnantes. Les cellules de bordure fournissent ainsi au cerveau les conditions aux limites indispensables \u00e0 la r\u00e9solution des \u00e9quations spatiales calcul\u00e9es par les r\u00e9seaux d’attracteurs du cortex entorhinal.<\/p>\n

6.3 Les cellules de vitesse (speed cells) et l’int\u00e9gration temporelle<\/h3>\n

Pour que le calcul d’int\u00e9gration du chemin puisse fonctionner avec une exactitude math\u00e9matique, deux variables physiques fondamentales doivent imp\u00e9rativement \u00eatre mesur\u00e9es \u00e0 chaque milliseconde par le syst\u00e8me nerveux : la direction angulaire du d\u00e9placement (assur\u00e9e par les cellules de direction de la t\u00eate) et la vitesse instantan\u00e9e de locomotion de l’organisme. Bien que la vitesse modul\u00e2t globalement certaines oscillations c\u00e9r\u00e9brales comme le rythme th\u00eata hippocampique, l’existence d’un signal cellulaire pr\u00e9cis et d\u00e9di\u00e9 quantifiant la vitesse lin\u00e9aire demeurait une hypoth\u00e8se non confirm\u00e9e. En 2015, l’\u00e9quipe de May-Britt Moser comble magistralement cette lacune th\u00e9orique en identifiant formellement les \u00ab cellules de vitesse \u00bb (speed cells<\/em>) au sein du cortex entorhinal.<\/p>\n

Ces cellules de vitesse pr\u00e9sentent une propri\u00e9t\u00e9 \u00e9lectrophysiologique stup\u00e9fiante de lin\u00e9arit\u00e9 : leur fr\u00e9quence de d\u00e9charge en potentiels d’action augmente de fa\u00e7on proportionnelle et quasi parfaite \u00e0 la vitesse de d\u00e9placement physique du rongeur, que celui-ci trottine lentement, acc\u00e9l\u00e8re brutalement ou s’arr\u00eate net. May-Britt Moser prouve que ce signal de vitesse est d’une fiabilit\u00e9 remarquable, invariable selon les conditions d’\u00e9clairage ou la g\u00e9om\u00e9trie de l’ar\u00e8ne, refl\u00e9tant fid\u00e8lement la cin\u00e9matique de la course en temps r\u00e9el.<\/p>\n

Cette identification apporte la derni\u00e8re pierre manquante \u00e0 l’\u00e9difice conceptuel forg\u00e9 \u00e0 Trondheim. May-Britt Moser formalise une synth\u00e8se th\u00e9orique universelle : le cortex entorhinal m\u00e9dian abrite un v\u00e9ritable syst\u00e8me de navigation inertielle biologique autonome. En conjuguant les informations scalaires de vitesse issues des speed cells<\/em>, les indications vectorielles d’orientation des head-direction cells<\/em>, les contraintes p\u00e9riph\u00e9riques des border cells<\/em> et la trame m\u00e9trique p\u00e9riodique des grid cells<\/em>, le cerveau des mammif\u00e8res poss\u00e8de tous les composants n\u00e9cessaires et suffisants pour r\u00e9aliser le calcul diff\u00e9rentiel permanent de sa trajectoire dans le monde physique, un v\u00e9ritable GPS biologique fonctionnant sans aucun recours \u00e0 des satellites artificiels.<\/p>\n

7. 7. La cons\u00e9cration mondiale : le prix Nobel de physiologie ou m\u00e9decine de 2014<\/h2>\n

7.1 L’attribution conjointe avec John O’Keefe et Edvard Moser<\/h3>\n

Le 6 octobre 2014, l’Assembl\u00e9e Nobel de l’Institut Karolinska<\/a> de Stockholm annonce au monde entier l’attribution du prix Nobel de physiologie ou m\u00e9decine<\/a> conjointement \u00e0 John O’Keefe (pour une moiti\u00e9 du prix) et \u00e0 May-Britt Moser et Edvard Moser (se partageant l’autre moiti\u00e9). Le communiqu\u00e9 officiel justifie cette distinction supr\u00eame par \u00ab leurs d\u00e9couvertes de cellules constituant un syst\u00e8me de positionnement dans le cerveau \u00bb. Le comit\u00e9 Nobel souligne la port\u00e9e philosophique et biologique vertigineuse de leurs travaux, qui ont permis de r\u00e9soudre sur le plan mat\u00e9rialiste une \u00e9nigme intellectuelle pluris\u00e9culaire qui avait occup\u00e9 les plus grands esprits de la philosophie occidentale, d’Emmanuel Kant \u00e0 Henri Poincar\u00e9 : comment l’esprit humain parvient-il \u00e0 structurer et \u00e0 exp\u00e9rimenter l’espace environnant ?<\/p>\n

Cette annonce suscite une immense fiert\u00e9 \u00e0 travers toute la Scandinavie : May-Britt Moser devient la toute premi\u00e8re femme de nationalit\u00e9 norv\u00e9gienne \u00e0 recevoir un prix Nobel dans une discipline scientifique, et l’une des rares femmes laur\u00e9ates dans toute l’histoire du prix de physiologie ou m\u00e9decine. La cons\u00e9cration conjointe du couple Moser et de leur mentor O’Keefe symbolise une continuit\u00e9 de transmission magistrale au sein d’une m\u00eame lign\u00e9e de pens\u00e9e exp\u00e9rimentale, d\u00e9montrant comment des intuitions novatrices forg\u00e9es dans les ann\u00e9es 1970 \u00e0 Londres ont trouv\u00e9 leur parach\u00e8vement logique et math\u00e9matique trente ans plus tard dans les fjords de Trondheim.<\/p>\n

Le couronnement nob\u00e9lis\u00e9 de May-Britt Moser met en lumi\u00e8re un mod\u00e8le remarquable d’\u00e9thique de recherche, fond\u00e9 sur une coll\u00e9gialit\u00e9 respectueuse, le refus des postures acad\u00e9miques condescendantes et la c\u00e9l\u00e9bration du travail en \u00e9quipe. Entour\u00e9e de ses collaborateurs, de ses \u00e9tudiants et de ses techniciens de laboratoire lors des c\u00e9l\u00e9brations \u00e0 Trondheim, May-Britt incarne une image rafra\u00eechissante et profond\u00e9ment humaine de l’excellence scientifique, manifestant une joie spontan\u00e9e qui contraste avec l’aust\u00e9rit\u00e9 coutumi\u00e8re des hi\u00e9rarchies professorales traditionnelles.<\/p>\n

7.2 La conf\u00e9rence Nobel : articuler la psychologie cognitive et la neurobiologie<\/h3>\n

Le 7 d\u00e9cembre 2014, dans le grand amphith\u00e9\u00e2tre de l’Institut Karolinska \u00e0 Stockholm, May-Britt Moser prononce sa conf\u00e9rence Nobel intitul\u00e9e \u00ab Grid Cells and the Enigma of Space \u00bb. V\u00eatue pour l’occasion d’une robe de soir\u00e9e sp\u00e9cialement con\u00e7ue par la styliste Matthew Hubble, brod\u00e9e de motifs lumineux repr\u00e9sentant les hexagones argent\u00e9s des cellules de grille et les arborisations de neurones pyramidaux, elle offre un expos\u00e9 magistral qui captive l’assistance tant par sa rigueur intellectuelle que par sa force narrative et visuelle.<\/p>\n

Dans sa le\u00e7on inaugurale, May-Britt Moser articule avec brio l’h\u00e9ritage conceptuel de la psychologie cognitive avec la puissance analytique de la neurophysiologie moderne. Elle retrace comment les questionnements abstraits sur les repr\u00e9sentations de l’espace, autrefois cantonn\u00e9s \u00e0 des sp\u00e9culations m\u00e9taphysiques ou \u00e0 des descriptions comportementales ext\u00e9rieures, trouvent d\u00e9sormais leur incarnation dans des patterns spatio-temporels de d\u00e9charges neuronales pr\u00e9cis\u00e9ment mesurables. Elle y d\u00e9veloppe un vibrant plaidoyer en faveur de la recherche fondamentale pure, guid\u00e9e exclusivement par la curiosit\u00e9 intellectuelle d\u00e9sint\u00e9ress\u00e9e, rappelant que ni elle ni Edvard n’avaient entam\u00e9 leurs travaux pour concevoir une application technologique ou clinique imm\u00e9diate, mais simplement pour \u00e9clairer l’un des myst\u00e8res les plus profonds de la condition animale et humaine.<\/p>\n

Cette tribune mondiale est \u00e9galement l’occasion pour May-Britt de rendre un hommage appuy\u00e9 et chaleureux \u00e0 toutes celles et ceux qui ont jalonn\u00e9 son parcours : ses parents qui lui ont transmis le go\u00fbt de la libert\u00e9, son mentor Per Andersen pour son exigence d’une technique immacul\u00e9e, John O’Keefe pour sa bienveillance g\u00e9niale, ainsi que l’ensemble des doctorants, post-doctorants et personnels animaliers qui ont contribu\u00e9 jour et nuit \u00e0 la fabrication m\u00e9ticuleuse des donn\u00e9es empiriques. Sa prestation marque les m\u00e9moires comme un mod\u00e8le de vulgarisation savante de tr\u00e8s haut vol et une c\u00e9l\u00e9bration de la beaut\u00e9 intrins\u00e8que des lois de la vie.<\/p>\n

7.3 Retentissement mondial et impact sur les neurosciences contemporaines<\/h3>\n

L’attribution du prix Nobel \u00e0 May-Britt Moser propulse instantan\u00e9ment le laboratoire de Trondheim sur le devant de la sc\u00e8ne g\u00e9opolitique et scientifique internationale. La Norv\u00e8ge, traditionnellement per\u00e7ue sur l’\u00e9chiquier mondial pour son industrie p\u00e9troli\u00e8re, maritime ou ses exploits en sports d’hiver, se retrouve propuls\u00e9e au rang d’\u00e9picentre mondial incontournable des neurosciences des syst\u00e8mes. Cet \u00e9clairage plan\u00e9taire d\u00e9clenche un afflux massif de financements scientifiques prestigieux, en provenance notamment de l’European Research Council (ERC<\/a>) et de fondations priv\u00e9es d’envergure internationale, attirant vers la Scandinavie les esprits les plus brillants et les jeunes post-doctorants les plus prometteurs des cinq continents.<\/p>\n

Pour la communaut\u00e9 neuroscientifique dans son ensemble, l’onde de choc des travaux des Moser engendre une v\u00e9ritable r\u00e9volution \u00e9pist\u00e9mologique. L’identification d’un code neuronal aussi g\u00e9om\u00e9triquement parfait d\u00e9montre que le cortex associatif est r\u00e9gi par des principes de computation hautement structur\u00e9s et non par des connexions al\u00e9atoires issues d’un apprentissage purement empirique non contraint. Les neurosciences th\u00e9oriques et l’intelligence artificielle s’emparent avidement de ces concepts, int\u00e9grant les cellules de grille dans les r\u00e9seaux de neurones profonds et les syst\u00e8mes de navigation pour la robotique autonome.<\/p>\n

Simultan\u00e9ment, May-Britt Moser acc\u00e8de au statut d’ic\u00f4ne publique et de figure de r\u00e9f\u00e9rence plan\u00e9taire pour la cause des femmes dans la science. Sollicit\u00e9e par les gouvernements, les acad\u00e9mies savantes et les organisations internationales, elle met sa notori\u00e9t\u00e9 au service de la promotion de la mixit\u00e9 dans les fili\u00e8res STIM (sciences, technologies, ing\u00e9nierie et math\u00e9matiques), d\u00e9montrant qu’il est possible de conjuguer la maternit\u00e9 \u2014 elle a \u00e9lev\u00e9 deux filles tout au long de sa carri\u00e8re acad\u00e9mique \u2014 avec une trajectoire de pionni\u00e8re de niveau international, sans rien sacrifier de son authenticit\u00e9, de son empathie et de sa ferveur intellectuelle.<\/p>\n

8. 8. Les implications pour la psychologie cognitive : m\u00e9moire \u00e9pisodique et cartographie mentale<\/h2>\n

8.1 De l’espace physique \u00e0 l’espace conceptuel : l’h\u00e9ritage d’Edward Tolman<\/h3>\n

L’une des contributions conceptuelles les plus vertigineuses issues des travaux de May-Britt Moser r\u00e9side dans l’extension de la notion d’espace physique \u00e0 celle d’\u00ab espace conceptuel \u00bb ou s\u00e9mantique. En 1948, le psychologue cognitiviste am\u00e9ricain Edward Tolman<\/a> publiait son article fondateur \u00ab Cognitive maps in rats and men \u00bb, sugg\u00e9rant que les mammif\u00e8res forment dans leur syst\u00e8me nerveux des repr\u00e9sentations unifi\u00e9es et topologiques de leur environnement permettant d’inf\u00e9rer des raccourcis et de planifier des trajectoires. En d\u00e9couvrant la base mat\u00e9rielle de cette carte avec les cellules de lieu et de grille, May-Britt Moser a offert \u00e0 Tolman la plus \u00e9clatante des validations exp\u00e9rimentales, un demi-si\u00e8cle plus tard.<\/p>\n

Toutefois, la port\u00e9e de cette d\u00e9couverte d\u00e9passe de loin la simple g\u00e9om\u00e9trie des d\u00e9placements p\u00e9destres. May-Britt Moser et ses coll\u00e8gues th\u00e9oriciens postulent rapidement que les r\u00e9seaux computationnels entorhino-hippocampiques ont \u00e9t\u00e9 r\u00e9utilis\u00e9s et recycl\u00e9s au cours de l’\u00e9volution des primates et des humains pour naviguer \u00e0 travers des espaces abstraits de concepts, de symboles et de significations s\u00e9mantiques. De la m\u00eame fa\u00e7on que les cellules de grille calculent des distances m\u00e9triques entre des coordonn\u00e9es euclidiennes (x, y), elles sont capables de mesurer des distances s\u00e9mantiques entre des id\u00e9es ou des attributs continus (par exemple, la classification d’objets selon leur taille, leur poids ou leur dangerosit\u00e9 relative).<\/p>\n

Cette hypoth\u00e8se audacieuse a depuis re\u00e7u des confirmations exp\u00e9rimentales retentissantes chez l’\u00eatre humain, notamment au moyen de l’imagerie par r\u00e9sonance magn\u00e9tique fonctionnelle (IRMf). Plusieurs \u00e9quipes internationales ont d\u00e9montr\u00e9 que lorsque des sujets naviguent mentalement au sein d’un graphe abstrait d’associations d’images ou d’arbres d\u00e9cisionnels, le cortex entorhinal humain exhibe une modulation sinuso\u00efdale d’ordre 6 caract\u00e9ristique de l’activit\u00e9 des cellules de grille. May-Britt Moser a ainsi ouvert une voie royale pour comprendre comment l’architecture neuronale forg\u00e9e pour la survie physique dans l’espace a fourni \u00e0 l’esp\u00e8ce humaine le substrat fondamental sur lequel s’est \u00e9chafaud\u00e9e la pens\u00e9e abstraite et cat\u00e9gorielle.<\/p>\n

8.2 Le lien structurel entre repr\u00e9sentation spatiale et m\u00e9moire \u00e9pisodique<\/h3>\n

La d\u00e9couverte de la m\u00e9trique entorhinale apporte \u00e9galement une explication neurobiologique lumineuse \u00e0 l’organisation de la m\u00e9moire \u00e9pisodique, cette facult\u00e9 fondamentale d\u00e9finie par Endel Tulving qui permet aux individus de se rem\u00e9morer des \u00e9v\u00e9nements v\u00e9cus situ\u00e9s pr\u00e9cis\u00e9ment dans leur contexte d’apparition. Un souvenir personnel n’existe jamais in vacuo<\/em> : il est indissolublement attach\u00e9 \u00e0 une armature spatio-temporelle r\u00e9pondant aux questions \u00ab o\u00f9 \u00bb et \u00ab quand \u00bb s’est d\u00e9roul\u00e9e la sc\u00e8ne. May-Britt Moser a d\u00e9montr\u00e9 que le syst\u00e8me des cellules de grille et des cellules de lieu constitue pr\u00e9cis\u00e9ment l’\u00e9chafaudage invariant \u2014 la toile de fond topologique \u2014 sur lequel viennent se greffer les composantes perceptives, affectives et s\u00e9mantiques de chaque \u00e9v\u00e9nement particulier.<\/p>\n

Dans cette architecture fonctionnelle, le cortex entorhinal transmet \u00e0 l’hippocampe une coordonn\u00e9e spatiale rigoureuse, standardis\u00e9e et stable. Lorsque l’individu vit une exp\u00e9rience saillante (la rencontre d’un pr\u00e9dateur, la d\u00e9couverte d’une source de nourriture ou une interaction sociale d\u00e9terminante), cette information d’\u00e9v\u00e9nement est conjugu\u00e9e, au niveau des synapses hippocampiques, \u00e0 la signature m\u00e9trique fournie par le cortex entorhinal. L’hippocampe agit alors comme un index d’adresses mn\u00e9siques, liant de fa\u00e7on ind\u00e9l\u00e9bile le contenu de l’exp\u00e9rience avec le lieu pr\u00e9cis de sa survenue.<\/p>\n

May-Britt Moser a approfondi cette m\u00e9canique de convergence en analysant la mani\u00e8re dont les alt\u00e9rations subtiles de la connectivit\u00e9 entorhino-hippocampique bouleversent la capacit\u00e9 des animaux \u00e0 distinguer deux contextes d’apprentissage tr\u00e8s proches par leurs attributs visuels, mais situ\u00e9s dans des lieux diff\u00e9rents (s\u00e9paration de motifs). Ses travaux d\u00e9montrent sans ambigu\u00eft\u00e9 que la d\u00e9sint\u00e9gration de l’armature spatiale entorhinale compromet irr\u00e9m\u00e9diablement la coh\u00e9rence de la m\u00e9moire \u00e9pisodique, transformant un pass\u00e9 richement contextualis\u00e9 en un magma indiff\u00e9renci\u00e9 d’impressions isol\u00e9es.<\/p>\n

8.3 La consolidation de la m\u00e9moire et les relectures neuronales (replay)<\/h3>\n

Un autre axe d’investigation fascinant approfondi au sein du cercle intellectuel des Moser concerne le devenir de ces repr\u00e9sentations spatiales apr\u00e8s la fin de la phase active d’exploration : comment une trace spatio-mn\u00e9sique est-elle consolid\u00e9e de fa\u00e7on p\u00e9renne dans le cerveau ? May-Britt Moser a activement particip\u00e9 aux r\u00e9flexions sur les ph\u00e9nom\u00e8nes de \u00ab relecture neuronale \u00bb (replay<\/em>), ce processus au cours duquel les assembl\u00e9es de cellules de lieu et de cellules de grille r\u00e9activent spontan\u00e9ment, durant les phases de repos \u00e9veill\u00e9 ou de sommeil \u00e0 ondes lentes, les s\u00e9quences temporelles exactes de d\u00e9charges qu’elles avaient \u00e9mises pendant la navigation ant\u00e9rieure de l’animal.<\/p>\n

Ces s\u00e9quences de relecture, compress\u00e9es dans le temps d’un facteur de dix \u00e0 vingt lors des ondulations \u00e0 haute fr\u00e9quence hippocampiques (sharp-wave ripples<\/em>), ne constituent pas une simple rediffusion passive de bandes magn\u00e9tiques c\u00e9r\u00e9brales. May-Britt Moser souligne qu’elles repr\u00e9sentent un dialogue bidirectionnel intense entre l’hippocampe et le n\u00e9ocortex, orchestrant le transfert progressif des informations de m\u00e9moire \u00e0 court terme vers les r\u00e9serves synaptiques stables du n\u00e9ocortex pour un stockage \u00e0 long terme. La trace mn\u00e9sique s’\u00e9mancipe ainsi graduellement de sa d\u00e9pendance hippocampique initiale pour s’inscrire dans l’architecture corticale permanente.<\/p>\n

De plus, Moser et ses \u00e9quipes ont contribu\u00e9 \u00e0 montrer que ces r\u00e9activations peuvent s’op\u00e9rer en sens inverse (reverse replay<\/em>), permettant \u00e0 l’animal qui vient de recevoir une r\u00e9compense de retracer mentalement le chemin parcouru \u00e0 l’envers, associant ainsi les \u00e9tapes spatiales ant\u00e9rieures au b\u00e9n\u00e9fice final obtenu. Plus spectaculaire encore, certaines relectures pr\u00e9figurent des trajectoires que l’animal n’a pas encore emprunt\u00e9es (pre-play<\/em> ou prospective replay), r\u00e9v\u00e9lant que le r\u00e9seau de cartographie c\u00e9r\u00e9brale sert d’\u00e9mulateur interne pour planifier les actions futures et simuler des options comportementales en amont de toute prise de d\u00e9cision motrice.<\/p>\n

9. 9. Recherches r\u00e9centes : l’encodage du temps subjectif et les r\u00e9seaux d’exp\u00e9riences<\/h2>\n

9.1 La d\u00e9couverte des r\u00e9seaux codant le temps subjectif dans le cortex entorhinal lat\u00e9ral<\/h3>\n

Apr\u00e8s avoir \u00e9lucid\u00e9 l’armature de l’espace physique dans le cortex entorhinal m\u00e9dian (MEC), May-Britt Moser a dirig\u00e9 ses investigations vers l’autre composante indispensable de la conscience ph\u00e9nom\u00e9nologique : la dimension temporelle. En 2018, dans un article retentissant publi\u00e9 dans la revue Nature<\/em> (\u00ab Integrating time from experience in the lateral entorhinal cortex<\/a> \u00bb) co-sign\u00e9 avec son doctorant Albert Tsao et son \u00e9quipe, elle r\u00e9v\u00e8le que le cortex entorhinal lat\u00e9ral (LEC) h\u00e9berge un r\u00e9seau neuronal d\u00e9di\u00e9 \u00e0 l’encodage continu du temps subjectif et de l’ordre d’\u00e9coulement des \u00e9v\u00e9nements v\u00e9cus.<\/p>\n

Contrairement aux horloges biologiques circadiennes ou aux oscillateurs c\u00e9r\u00e9braux sous-corticaux qui mesurent des dur\u00e9es objectives en millisecondes ou en heures avec une r\u00e9gularit\u00e9 de m\u00e9tronome, les neurones du LEC caract\u00e9ris\u00e9s par Moser ne manifestent aucune p\u00e9riodicit\u00e9 rigide. Au contraire, leur profil d’activit\u00e9 \u00e9volue de mani\u00e8re graduelle et irr\u00e9versible \u00e0 mesure que l’animal accumule des exp\u00e9riences et des actions dans son environnement. La fr\u00e9quence de d\u00e9charge d’une vaste population de neurones du LEC glisse le long d’une trajectoire multidimensionnelle non r\u00e9p\u00e9titive, cr\u00e9ant une signature d’\u00e9tat unique pour chaque instant du pass\u00e9 r\u00e9cent, analogue \u00e0 un sablier neuronal dynamique.<\/p>\n

May-Britt Moser d\u00e9montre ainsi que le cerveau ne per\u00e7oit pas le temps de mani\u00e8re abstraite ou m\u00e9tronomique, mais le d\u00e9rive organiquement de la succession des contenus de l’exp\u00e9rience v\u00e9cue. Plus un animal est engag\u00e9 dans une activit\u00e9 vari\u00e9e, explorant de nouvelles textures et manipulant des objets distincts, plus la trajectoire d’\u00e9tat dans le LEC avance rapidement le long de son collecteur de population. Si l’animal reste immobile ou engag\u00e9 dans une t\u00e2che monotone et r\u00e9p\u00e9titive, le flux de d\u00e9rive temporelle ralentit consid\u00e9rablement. May-Britt Moser d\u00e9voile ici la premi\u00e8re base neurophysiologique tangible de la relativit\u00e9 de notre temps subjectif, ce temps proustien qui s’\u00e9tire ou s’acc\u00e9l\u00e8re selon la densit\u00e9 existentielle de nos souvenirs.<\/p>\n

9.2 L’int\u00e9gration convergente de l’espace, du temps et du contenu<\/h3>\n

Cette perc\u00e9e majeure sur le cortex entorhinal lat\u00e9ral permet \u00e0 May-Britt Moser de parachever un mod\u00e8le th\u00e9orique grandiose et unifi\u00e9 de la m\u00e9moire des mammif\u00e8res. Les deux ailes anatomiques du cortex entorhinal agissent comme deux canaux d’information hautement sp\u00e9cialis\u00e9s et compl\u00e9mentaires qui convergent avec une pr\u00e9cision millim\u00e9trique sur les m\u00eames neurones de l’hippocampe :\n<\/p>\n