Les chercheurs ont utilisé des dizaines de milliers d’imageries par résonance magnétique pour cartographier la maturation de la couche externe du cerveau au cours de l’adolescence.Crédit : Photothèque Zephyr/Science
La vitesse à laquelle les régions du cerveau mûrissent au début de l’adolescence peut prédire l’émergence de problèmes de santé mentale jusqu’à quatre ans avant l’apparition des symptômes, selon une étude portant sur près de 12 000 jeunes aux États-Unis.
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En suivant le cerveau d’adolescents sur six ans au moyen de près de 30 000 scans, les chercheurs ont cartographié comment la couche externe du cerveau, le cortex cérébral, s’amincit à mesure que les enfants deviennent adolescents. L’équipe a observé que les zones sensorielles du cortex s’amincissaient ou mûrissaient en premier, suivies par les régions responsables de la pensée complexe.
Les résultats, publiés le 11 octobre sur le serveur de prépublication bioRxiv1 avant l’examen par les pairs, contester la théorie selon laquelle les troubles psychiatriques sont causés par des défauts dans des circuits cérébraux spécifiques. Au lieu de cela, ils indiquent que la vulnérabilité aux symptômes de santé mentale pourrait impliquer une perturbation du calendrier de développement du cerveau et pourrait être déclenchée par des gènes actifs avant la naissance.
Ces travaux « fournissent l’une des images les plus claires à ce jour de la façon dont le cortex se développe de l’enfance à l’adolescence », déclare Avram Holmes, neuroscientifique systémique à l’Université Rutgers de New Brunswick, New Jersey, qui n’a pas participé à l’étude. “Cela vous fait réfléchir au moment du développement du cerveau, et pas seulement à l’emplacement [in the brain]quand on regarde les symptômes psychiatriques », dit-il.
Mais il prévient que les tendances au niveau de la population trouvées dans l’étude – tendances qui ne deviennent visibles qu’en faisant la moyenne des données sur un grand nombre de personnes – sont subtiles et ne peuvent pas encore être utilisées en clinique pour prévoir la trajectoire de santé mentale d’un enfant individuel.
Tailler le cerveau
Durant l’enfance et l’adolescence, le cortex cérébral s’amincit. Les neuroscientifiques attribuent ce processus à l’élagage des connexions inutilisées entre les neurones, ce qui aide le cerveau à fonctionner efficacement.
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Les chercheurs soupçonnent depuis longtemps que les perturbations de l’amincissement cortical contribuent à la maladie mentale, car les troubles psychiatriques tels que la dépression sont souvent diagnostiqués à la fin de l’adolescence, lorsque le processus d’amincissement touche à sa fin. Mais prouver ce lien s’est avéré difficile car les études d’imagerie cérébrale se sont historiquement appuyées sur de petits échantillons ou sur des instantanés uniques dans le temps.
Pour surmonter ces obstacles, Jacqueline Clauss, co-auteure de l’étude et pédopsychiatre à l’Université de l’Iowa à Iowa City, et ses collègues se sont tournés vers les données d’un vaste projet qui suit près de 12 000 enfants âgés d’environ neuf ans. Le cerveau des participants est scanné tous les deux ans et leurs parents répondent chaque année à des enquêtes sur les symptômes de santé mentale de leurs enfants.
En analysant les données, Clauss et ses collègues ont découvert qu’au lieu de s’amincir à un rythme constant, les régions du cerveau changent selon une trajectoire distincte qui correspond à une courbe en forme de S. L’amincissement d’une région du cortex s’accélère initialement, puis se poursuit régulièrement avant de décélérer à mesure que la région approche de sa maturité.
