La mémoire peut-elle être héritée ?

Si en biologie il y a des questions faciles à répondre, celle-ci devrait être parmi les plus simples : la mémoire peut-elle être héritée ? La réponse, semble-t-il, est un « non » retentissant. Les souvenirs sont stockés dans le cerveau sous la forme de connexions neuronales ou synapses, et il n’existe aucun moyen de transférer ces informations dans l’ADN des cellules germinales, l’héritage que nous recevons de nos parents ; nous n’héritons pas du français qu’ils ont appris à l’école, mais nous devons l’apprendre par nous-mêmes. Et pourtant, depuis des années, de plus en plus d’indices mettent à mal ce dogme classique de la biologie : au moins chez certaines espèces, certaines formes de mémoire peuvent être transmises aux descendants.

Dans son sens le plus large, l’idée de mémoire s’applique à un trait phénotypique – mesurable ou observable – acquis au cours de la vie de l’individu. A l’époque de la gestation de la théorie de l’évolution, le naturaliste français Jean-Baptiste Lamarck s’est fait le chantre d’une théorie de l’hérédité des caractères acquis : par exemple, le développement d’un muscle par l’exercice. Les thèses de Lamarck ont fini par être réfutées, mais à la fin du 20e siècle, des recherches ont commencé à révéler qu’il existe bel et bien une hérédité des caractères acquis, à laquelle on a donné le nom d’épigénétique (littéralement, « par-dessus les gènes »).

Les influences environnementales telles que la nourriture, les contaminants et autres peuvent laisser des marques chimiques sur les gènes qui n’altèrent pas leur séquence, mais modifient leur activité. Comme ces marques épigénétiques pourraient être transmises à la génération suivante par l’ADN des cellules germinales, elles représentent une forme de mémoire héritable : les gènes des enfants se souviennent des facteurs environnementaux auxquels leurs parents ont été exposés. Bien que l’épigénétique cache encore beaucoup de ses secrets, ceux qui commencent à être connus montrent que nous n’avons pas encore mesuré ses limites.

Transfert des souvenirs d’un animal à un autre

En 1962, le biologiste James V. McConnell a publié une expérience controversée dans laquelle il prétendait transmettre un processus d’apprentissage d’un ver à un autre en nourrissant le second avec les restes broyés du premier. McConnell était convaincu que l’engramme d’un souvenir – un terme hypothétique pour désigner la trace physique de la mémoire – résidait dans des molécules d’ARN, et que celles-ci pouvaient transférer ce souvenir d’un animal à l’autre.

Bien que les expériences de McConnell aient été discréditées par la communauté scientifique, peu de temps après, d’autres études ont été publiées qui semblaient montrer un transfert de mémoire d’un rongeur à un autre par l’injection d’extraits de cerveau. Dans ces cas également, les résultats négatifs d’autres chercheurs remettaient en question une théorie déjà difficile à digérer. Et pourtant, au cours des dernières décennies, on sait que non seulement les molécules d’ARN font partie des mécanismes épigénétiques les plus courants, mais qu’elles sont également impliquées dans la formation de la mémoire à long terme.

Récemment, l’hypothèse de McConnell a renoué avec ses cendres, que les effets qu’il a décrits dans ses expériences soient réels ou non. En mai 2018, une étude menée par David Glanzman de l’Université de Californie à Los Angeles a montré que l’injection d’un extrait d’ARN provenant de spécimens de la limace de mer Aplysia californica – un animal classique dans la recherche sur la mémoire – entraînés à répondre à un stimulus électrique est capable de transférer cet apprentissage à d’autres individus non entraînés. De plus, Glanzman a également montré que l’ARN du premier animal stimule les neurones du second animal isolé sur une boîte de Pétri. « C’est comme si nous avions transféré la mémoire », explique Glanzman. « Si les souvenirs étaient stockés au niveau des synapses, il n’y a aucune chance que notre expérience ait fonctionné. »

Pour l’instant, d’autres experts sont restés prudents dans leur évaluation de l’étude de Glanzman. Mais ce n’est pas la seule qui indique des mécanismes capables de transférer des engrammes épigénétiques – c’est-à-dire des souvenirs – d’un individu à un autre. De plus, d’autres expériences se sont passées de la méthode artificielle de l’injection, peu probable dans la nature, montrant que la mémoire présumée de l’ARN pourrait être héritée par les enfants de leurs parents.

Hériter des comportements

Pour que cela soit possible, il faut d’abord ouvrir une voie de transfert de l’ARN des neurones aux cellules germinales, ce qui, selon le dogme, n’existe pas. Mais c’est précisément ce qu’une équipe de chercheurs de l’Université du Maryland a fait en 2015 en découvrant que chez le ver Caenorhabditis elegans, certains brins d’ARN produits dans les neurones peuvent voyager jusqu’aux cellules germinales et réduire au silence les gènes de la descendance, même jusqu’à 25 générations plus tard.

En juin 2019, une étude publiée par des scientifiques de l’Université de Tel Aviv (Israël) a étendu ces résultats, démontrant que l’ARN produit dans les neurones du ver affecte le comportement de recherche de nourriture de leur progéniture par transmission aux cellules germinales, et que cet apprentissage est transféré sur plusieurs générations. Selon le directeur de l’étude, Oded Rechavi, « ces résultats vont à l’encontre de l’un des dogmes les plus fondamentaux de la biologie moderne. »

Le mois suivant, une étude menée par Giovanni Bosco de la Geisel School of Medicine de Dartmouth (USA) a montré que les drosophiles Drosophila melanogaster peuvent hériter de leurs parents un comportement de ponte induit chez les parents par le contact avec des guêpes qui parasitent leurs larves ; leurs descendants adoptent le même comportement sans avoir eux-mêmes fait l’expérience de la menace.

Cependant, il faut souligner que ce qui est observé chez les vers ou les mouches ne s’applique pas forcément à l’homme. Mais c’est possible. En 2013 déjà, une étude de l’Université Emory a montré que la peur induite chez les souris d’une odeur particulière peut aussi être transmise à leur progéniture par des mécanismes épigénétiques. Et une souris nous ressemble déjà beaucoup plus.

« Est-ce que cela se produit chez d’autres animaux que les mouches à fruits et les vers ? » demande Bosco. « Oui, je suis convaincu que c’est le cas, et nous avons juste besoin de quelqu’un d’intelligent pour penser à la bonne expérience à faire afin de le tester réellement, chez l’homme par exemple », dit-il à OpenMind. « Une nouvelle voie devient enfin accessible à l’expérimentation de manière à ce que nous puissions commencer à comprendre les mécanismes moléculaires et les molécules spécifiques qui permettent aux animaux d’hériter de types particuliers de comportement et de mémoire. »

Javier Yanes

@yanes68

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