Le développement du cerveau humain est un processus complexe qui commence dans l'utérus et dure tout au long de l'âge adulte. Certains chercheurs croient même que le cerveau continue de se développer tout au long de notre vie. Une nouvelle étude nous oblige à repenser le développement du cerveau, car les scientifiques constatent qu'une partie continue de croître.

Les scientifiques ont récemment trouvé un domaine du cerveau qui continue de croître de façon inattendue jusqu'à l'âge adulte. Crédit d'image: Jesse Gomez et Kalanit Grill-Spector au Vision and Perception Neuroscience Lab

On pense que le développement du cerveau humain commence dans la troisième semaine de la gestation. Ensuite, les cellules progénitrices neurales commencent à se différencier en structures et fonctions neuronales spécifiques - un processus influencé par les deux gènes et l'environnement.

Ce processus de développement foetal se poursuit jusqu'à la naissance, lorsque les structures basiques du système nerveux central et périphérique sont à peu près établies.

Après la naissance, le cerveau continue de se développer. Au cours de la période préscolaire, le cerveau grandit quatre fois en taille et atteint près de 90% de son volume d'adulte d'ici l'âge de 6 ans.

En tant qu'animaux, nos cerveaux produisent un excès de connexions synaptiques entre les neurones. Au cours de l'adolescence, le cerveau continue de se transformer en forme adulte en éliminant ces synapses inutiles.

Le processus - qui dure bien dans nos années 20 et est connu comme «élagage synaptique» - est considéré comme largement responsable du développement du cerveau et est crucial pour un comportement social normal. Cependant, une nouvelle étude suggère que la croissance de la taille, et non l'élagage synaptique, est ce qui aide le cerveau à mûrir.

La nouvelle étude a été publiée dans Science , Un journal de l'Association américaine pour l'avancement de la science.

Développement de zones cérébrales de reconnaissance faciale et spatiale

Une équipe de chercheurs internationaux - dirigée par Jesse Gomez de l'École de médecine de l'Université de Stanford en Californie - s'est engagée à mieux comprendre la capacité du cerveau à reconnaître les visages - une composante essentielle du comportement social et de l'interaction sociale normale.

Gomez et l'équipe ont utilisé l'imagerie par résonance magnétique anatomique, quantitative et fonctionnelle (IRMF) pour comparer le tissu cérébral entre les participants à l'étude.

À l'aide de l'IRM, les chercheurs ont examiné 22 enfants de 5 à 12 ans et 25 adultes âgés de 22 à 28 ans. Ils ont également testé la capacité des participants à reconnaître les visages et les lieux.

La tâche de reconnaissance faciale consistait en Cambridge Face Memory Test, et elle utilisait des visages enfants plutôt que des adultes. La reconnaissance de la place a été évaluée à l'aide d'une tâche de reconnaissance "ancienne-nouvelle" développée par les scientifiques.

L'équipe a mesuré l'épaisseur corticale - le volume des tissus macromoléculaires et lipidiques - ainsi que la composition du tissu, y compris le taux de lipides et de cholestérol des parois cellulaires et la myéline. La myéline est la substance blanche grasse qui couvre les axones de certaines cellules nerveuses et assure une conductivité rapide entre les neurones.

Gomez et son équipe ont corroboré les résultats de ces In vivo Mesures avec analyse post-mortem des cerveaux adultes. Ils ont également utilisé des techniques de modélisation du cerveau pour découvrir les mécanismes responsables des changements observés dans le volume des tissus cérébraux.

La reconnaissance du visage dans le cerveau continue de croître chez les adultes

Les mesures ont révélé que le tissu cortical se développait différemment dans les zones de reconnaissance du visage et du lieu de l'hémisphère droit du cerveau.

Chez les adultes, la région du cerveau qui permet de reconnaître le visage s'est révélée augmenter en taille, alors que la région responsable de la reconnaissance des lieux est restée la même.

La région identifiée comme traitant de la reconnaissance faciale est le gyrus fusiforme. Le développement tissulaire dans ce domaine a été corrélé avec les améliorations de la sélectivité fonctionnelle des visages et de la reconnaissance faciale.

Le développement des régions sélectives de visage - mais pas les sélectives de lieu - a été jugé dominé par la prolifération microstructurale. Ces résultats ont été confirmés par les mesures cytoarchitectoniques prises dans les cerveaux post-mortem.

Les scientifiques ont également analysé les cerveaux post-mortem pour voir si les changements de taille étaient dus à une augmentation de la myélinisation. Ils ont toutefois conclu que les changements dans la myélinisation ne peuvent être la seule explication pour l'expansion de la région du cerveau.

Par conséquent, les auteurs suggèrent que cette augmentation inattendue peut être causée par une augmentation combinée du corps cellulaire, des structures dendritiques et de la gaine de myéline.

Les auteurs concluent:

Ces données suggèrent un nouveau modèle par lequel la fonction et le comportement du cerveau émergents résultent de la prolifération des tissus corticaux plutôt que de l'élagage exclusivement [et] un repenser le développement anatomique du cortex tout au long de l'enfance ".

Découvrez un mécanisme qui explique comment un seul gène entraîne le développement du cerveau.

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