COGNITION : Il n'y a pas que le volume de matière grise qui compte… – Journal of Neuroscience

C'est l'une des caractéristiques qui permettent de faire la différence entre les cerveaux des jeunes et des adultes et les cerveaux masculins et féminins : la matière grise. Cette recherche de l'École de médecine de l'Université de Pennsylvanie montre ainsi à l'IRM, non seulement des volumes de matière grise distincts en fonction de l'âge et du sexe mais compensés par des différences de densité ! Des données de neuro-imagerie présentées dans le Journal of Neuroscience qui rappellent à quel point l'adolescence est une fenêtre critique du développement cérébral.

La matière grise dans le cerveau, un tissu présent dans les zones responsables du contrôle musculaire, de la perception sensorielle, de la mémoire, des émotions, de la parole, de la prise de décision, de conscience et de la maîtrise de soi est le marqueur majeur du développement cérébral. Cependant, il a été démontré que le volume de matière grise et l'épaisseur corticale (ou des couches externes du cerveau contenant de la matière grise) diminuent à l'adolescence. Étant donné qu'il est établi qu'un volume plus important du cerveau est associé à une meilleure performance cognitive, il peut donc sembler surprenant que la performance cognitive suive une amélioration spectaculaire de l'enfance à l'âge jeune adulte alors que se réduisent, dans le même temps, le volume du cerveau et l'épaisseur corticale. Cette étude de la Penn Medicine apporte une explication à cette association surprenante.

Les chercheurs ont évalué via IRM le cerveau de 1.189 jeunes âgés de 8 à 23 ans, ont relevé de multiples mesures de la matière grise dont le volume, la densité et l'épaisseur corticale. La neuro-imagerie a également permis aux chercheurs de relever plusieurs mesures de la structure du cerveau, de manière non invasive. L'analyse de toutes ces données a permis aux scientifiques de caractériser la façon dont le cerveau d'un enfant diffère de celui d'un adulte et dont le cerveau d'une jeune femme diffère de celui d'un jeune homme.

Il n'y a pas que le volume qui compte ! Si le volume diminue de matière grise diminue de l'enfance à l'âge adulte, ce n'est en effet pas le cas de la densité de matière grise, qui elle augmente significativement. Mais la recherche va plus loin en suggérant que si les femmes ont un volume de matière grise moins important, leur cerveau présente en revanche une densité de matière grise plus élevée, ce qui pourrait expliquer pourquoi leurs performances cognitives sont comparables malgré un un peu plus faible volume cérébral... Ainsi, si adolescents perdent un peu de volume cérébral, cette perte de volume est également compensée par une plus forte densité.

Un paradoxe de moins : le paradoxe matière grise /cognition persiste en effet depuis des décennies, relève l'auteur principal, le Dr Ruben Gur, docteur en psychiatrie, de neurologie et de radiologie à la faculté de médecine de Perelman. Car ces données permettent aussi de mieux expliquer l'ampleur et l'intensité des changements dans la vie mentale et le comportement pendant la période de transition de l'enfance à l'âge jeune âge. En particulier, les adolescents vont devoir s'adapter à un cerveau qui change de taille et de densité en même temps !

Plus largement, cette nouvelle caractérisation du développement du cerveau va permettre de mieux comprendre la relation entre la structure du cerveau et la performance cognitive. L'étude révèle enfin la nécessité de prendre en compte, simultanément, plusieurs mesures de la structure du cerveau pour caractériser les facteurs de performance cognitive ou, a contrario, de troubles cérébraux chez les hommes et les femmes.

21 April, 2017 10.1523/JNEUROSCI.3550-16.2017 Age-related effects and sex differences in gray matter density, volume, mass, and cortical thickness from childhood to young adulthood (Visuel@ Penn Médicine)