CERVEAU : L'humanité se dessine à l'adolescence – PNAS

Suivre le développement du cerveau, précisément à l'adolescence ouvre de nouvelles possibilités de recherche sur la prévention de la maladie psychiatrique. C'est ce que révèle cette étude de l'Université de Pennsylvanie : car l'adolescence est une fenêtre de maturation physique reliant l'enfance et l'âge adulte, mais aussi une période cruciale pour le modelage du cerveau humain. Cette étude de la Penn précise de nouveaux modèles de développement dans la couche externe du cerveau humain et décrit comment ces schémas structurels correspondent à de nouveaux réseaux fonctionnels. Point passionnant : ces toutes dernières étapes du développement cérébral humain, à l'adolescence, correspondent à celles qui nous rendent plus humains.

De multiples études ont déjà examiné la structure et la fonction du cerveau, mais sans couvrir les processus biologiques qui dirigent le développement des réseaux cérébraux. Cette équipe a choisi de suivre ces processus à l'adolescence mais en se concentrant sur un nombre limité (18) de réseaux structurels du cerveau. C'est donc une représentation unique de la maturation cérébrale qui nous est présentée ici, dans les Actes de l'Académie des Sciences américaine, avec quelques conclusions " puissantes " :

-la convergence entre les réseaux structurels et fonctionnels est inversement liée à la complexité fonctionnelle ; -et les réseaux moteurs, sensoriels, visuels et fonctionnels correspondent à des réseaux structuraux distincts.

Le modelage du cerveau au cours de l'adolescence correspond donc, selon l'étude, à l'adaptation ou " au fignolage " des comportements et des capacités cognitives, comme le raisonnement, la coordination, la prise de décision, la motivation et la régulation des émotions. La mesure de ces paramètres cérébraux au cours du développement est précieuse car elle va permettre de confirmer ou d'infirmer une maturation cérébrale normale et donc de détecter, le cas échéant, les anomalies associées à des troubles comportementaux et psychiatriques. C'est ce que suggère la recherche menée sur 934 jeunes âgés de 8 à 22 ans participant à la Philadelphia Neurodevelopmental Cohort. L'étude a analysé par techniques de " factorisation matricielle non-négative " , les données de modèles de structure cérébrale afin d'identifier des modèles de développement cérébral à l'adolescence. Contrairement aux représentations antérieures du cerveau qui reposent sur des modèles de crêtes et de plis à la surface du cerveau, correspondant à l'anatomie sulco-gyrale qui précise les sillons (sulcus : pli concave) et gyri (gyrus : pli convexe) du cortex, l'équipe a examiné comment ces sillons évoluent de manière coordonnée. Cette approche révèle un ensemble de réseaux cérébraux structurels qui ont une signification fonctionnelle et évolutive évidente : le degré de changement de ces réseaux structurels à l'adolescence est lié au taux d'évolution. " Concrètement " , les zones les plus plastiques du cerveau qui évoluent pendant l'adolescence sont également celles qui nous rendent les plus humains, explique le Dr Theodore D. Satterthwaite, professeur de psychiatrie et auteur principal de l'étude.

: cette recherche permet ainsi d'identifier les parties les plus " mobiles " du cerveau et ouvre de nouvelles voies pour détecter le risque de développement de troubles neurologiques spécifiques. Plus simplement, un peu comme la taille et le poids permettent d'estimer la croissance en pédiatrie, l'évolution de ces zones plastiques vs une base de développement normal peut évoquer une susceptibilité à un trouble spécifique. L'humanité cérébrale se façonne à l'adolescence Les déviations des processus qui stimulent le développement et affectent ces réseaux structurels sont en effet causes possibles donc indicateurs de troubles psychiatriques. Des données certes encore très expérimentales mais qui pourront donner lieu à des courbes de développement cérébral sain, repères pour la détection d'anomalies du développement cérébral, chez des adolescents à risque élevé.

PNAS 3 Feb, 2017 doi: 10.1073/pnas.1620928114 Patterns of coordinated cortical remodeling during adolescence and their associations with functional specialization and evolutionary expansion