Deux structures du cerveau sont essentielles dans la formation et la stabilisation des souvenirs : l'hippocampe et le cortex, chacune ayant un rôle particulier. L'hippocampe est le centre chargé de convertir les données provenant de l'extérieur : c'est le siège de la mémoire à court terme. La consolidation de l'information a lieu, quant à elle, au niveau du cortex cérébral.

La mémorisation résulte dune réorganisation des réseaux de neurones au sein du cerveau. L'hippocampe, sous l'effet de stimulations extérieures (visuelles, auditives, olfactives), active des chaînes de neurones au sein du cortex. Une activation répétée et régulière engendre des modifications des connexions entre neurones, entraînant la création de nouvelles connexions. La structure du réseau neuronal du cortex se transforme, et le souvenir est stocké de manière durable. Ces changements structurels saccompagnent également de modifications du système vasculaire cérébral qui alimente en énergie les différents réseaux neuronaux impliqués dans la mémorisation.

La maladie d'Alzheimer se caractérise par la formation de plaques amyloïdes, agrégats de peptides amyloïdes, et par l'accumulation d'une protéine anormale, la protéine TAU, au sein des neurones. Les neurones sont alors progressivement détruits. La destruction neuronale engendre également des modifications au sein des réseaux vasculaires cérébraux. Lorsque la pathologie se déclare, les neurones de l'hippocampe sont prioritairement touchés, suivis ensuite des neurones du cortex. Cette temporalité explique que les troubles de la mémoire à court terme apparaissent précocement chez les patients.

Bruno Bontempi et son équipe tentent de mieux comprendre comment les réseaux neuronaux et vasculaires sont modifiés et évoluent au cours de la maladie d'Alzheimer. En effet, les perturbations de la transmission de l'information entre les neurones et leur dégradation durant la pathologie modifient l'organisation de ces réseaux et perturbent leur fonctionnement. Ces processus seraient en cause dans les troubles de la mémoire. Les recherches effectuées par l'équipe pourraient aboutir à la mise au point d'une thérapie permettant un meilleur maintien des capacités cognitives au cours du temps.

Au cours de la première phase de la recherche, les scientifiques vont étudier les changements structurels à l'aide de techniques d'imagerie de pointe chez le rat et la souris soumis à des expériences de mémorisation. Elles seront couplées à des méthodes plus « invasives », une stimulation de l'activité de réseaux neuronaux et vasculaires afin de déterminer son impact sur les performances de mémorisation.

La deuxième phase de leur recherche vise à élucider les mécanismes responsables des réorganisations neuronales et vasculaires lors de la maladie, en vue idéalement de les traiter.

Les scientifiques se basent sur l'hypothèse de la « réserve cognitive », qui suggère que les personnes ayant une meilleure capacité cérébrale (due notamment à un niveau d'éducation élevé) peuvent développer une résistance à la neurodégénérescence par le déploiement de réseaux neuronaux et/ou de stratégies cognitives alternatives. Ils vont ainsi soumettre des souris à des « environnements enrichis » durant leur plus jeune âge en vue d'augmenter cette réserve, puis observer la réorganisation de leurs réseaux neuronaux et vasculaires durant le développement de la maladie d'Alzheimer.

Une expérience qui pourrait prouver le bénéfice de ce type d'intervention préventive dans la modification à long terme des fonctions cognitives, ainsi que l'impact de la conservation dune activité intellectuelle tout au long de la vie sur l'évolution de la maladie.