Le cortex entorhinal représente des emplacements distants pertinents pour la tâche indépendamment de CA1

Comment le cerveau relie des lieux quand nous faisons une pause

Imaginez-vous debout devant votre porte en imaginant la cuisine où vous avez laissé votre café. Nos cerveaux font constamment des allers-retours entre l’endroit où nous sommes et celui où nous devons aller. Cette étude s’est intéressée à la façon dont une zone clé de la navigation chez la souris, le cortex entorhinal médial, gère ces sauts mentaux entre des lieux pendant que l’animal est immobile, et à ce que cela peut signifier pour l’apprentissage des itinéraires et des objectifs.

Un labyrinthe qui teste la mémoire de lieu

Pour explorer cette question, les chercheurs ont entraîné des souris sur un labyrinthe en forme de X où chaque essai associait deux emplacements récompensés. La souris visitait d’abord un bras « échantillon » pour obtenir une petite friandise, puis choisissait entre deux bras « choix » pour gagner une récompense plus importante selon une règle : se rendre dans le bras du même côté du labyrinthe, puis, après inversion de la règle, aller dans le bras du côté opposé. Sur de nombreux jours, les souris ont appris ces règles changeantes en effectuant environ une centaine d’essais par session. Pendant qu’elles exécutaient la tâche, des sondes Neuropixels ultra-fines ont enregistré l’activité de centaines de cellules nerveuses individuelles dans le cortex entorhinal médial et dans une région voisine, CA1 de l’hippocampe, permettant à l’équipe de décoder quel emplacement du labyrinthe chaque population de cellules représentait à chaque instant.

La carte cérébrale saute pendant les moments d’immobilité

Pendant le déplacement, les motifs d’activité dans le cortex entorhinal suivaient de près la position réelle de la souris le long du labyrinthe, comme un point se déplaçant sur un affichage GPS. Mais quand la souris faisait une pause, un phénomène frappant est apparu : la position décodée à partir de l’activité entorhinale sautait souvent vers des emplacements éloignés du corps de l’animal, fréquemment vers le côté opposé du labyrinthe. Les auteurs ont défini ces sauts comme un codage « non local » lorsque le lieu représenté se situait à au moins 20 centimètres de distance. Près de la moitié de toutes les pauses contenaient un tel contenu non local, et environ un quart de toutes les tranches temporelles d’immobilité reflétaient des emplacements distants. Il est important de noter qu’il ne s’agissait pas d’un artefact de décodage. Les cellules accordées à la position physique actuelle continuaient de tirer, mais des cellules dont les préférences portaient sur des emplacements distants du labyrinthe augmentaient leur activité pendant ces épisodes et faisaient basculer la lecture vers ces positions éloignées.

Instantanés indépendants, pas un rejeu classique

Des travaux antérieurs ont montré un « rejeu » coordonné de trajets passés pendant de brefs événements électriques dans l’hippocampe appelés sharp-wave ripples, qui seraient impliqués dans la mémoire. Ici, le cortex entorhinal représentait parfois des positions lointaines durant ces ripples, mais la majorité du codage non local se produisait en dehors d’eux. En comparant l’activité entorhinale et celle de CA1, l’équipe a constaté que les deux régions étaient moins synchronisées pendant les périodes non locales que pendant les périodes locales. CA1 représentait moins souvent le même emplacement que le cortex entorhinal, les paires de cellules entre régions tiraient simultanément moins fréquemment, et un rythme rapide supposé véhiculer l’entrée entorhinale vers CA1 était affaibli. Ces résultats suggèrent que, pendant une grande partie de ces sauts mentaux, le cortex entorhinal fonctionne avec sa propre carte interne et exerce une influence limitée sur la sortie hippocampique.

Penser au bon endroit au bon moment

Le contenu de ces représentations distantes était loin d’être aléatoire. Les souris avaient tendance à s’attarder plus longtemps aux emplacements de récompense, mais le codage non local était particulièrement probable lorsqu’elles se trouvaient ailleurs dans le labyrinthe, comme sur le bras central. Où que l’animal se trouve physiquement, les représentations distantes favorisaient les emplacements récompensés bien davantage que le hasard. Lorsqu’une souris s’attardait à une récompense d’échantillon, l’activité entorhinale représentait plus souvent la récompense de choix qui était correctement appariée à cet échantillon lors des essais réussis, et basculait vers la récompense non appariée lors des erreurs. De même, lorsqu’elle se reposait à une récompense de choix après une décision correcte, la carte entorhinale revenait plus souvent à la récompense d’échantillon correspondante. Lorsque la règle de la tâche était inversée de sorte que le partenariat « correct » entre les bras changeait, les représentations distantes préférentielles basculaient en accord avec la nouvelle règle.

Pourquoi cela compte pour la navigation de tous les jours

Ces résultats indiquent que le cortex entorhinal médial représente souvent des lieux pertinents pour la tâche, mais physiquement éloignés, lorsque l’animal est immobile, et que ces sauts mentaux sont accordés aux paires correctes d’emplacements. Alors qu’une autre région cérébrale, CA1, se désengage largement pendant ces événements, le cortex entorhinal pourrait discrètement renforcer les liens entre emplacements appariés ou aider l’animal à évoquer une destination utile au moment de décider où aller ensuite. En termes quotidiens, quand vous faites une pause à un repère en vous souvenant d’un autre, cette étude suggère que la carte interne de votre cerveau peut connecter activement ces lieux en arrière-plan, même quand vous ne bougez pas.

Citation: Aery Jones, E.A., Low, I.I.C., Cho, F.S. et al. Entorhinal cortex represents task-relevant remote locations independently of CA1. Nat Neurosci 29, 1181–1190 (2026). https://doi.org/10.1038/s41593-026-02232-0

Mots-clés: navigation spatiale, cortex entorhinal, rejeu mnésique, labyrinthe chez la souris, hippocampe