Les nouveau-nés possèdent cinq des sept réseaux cérébraux fonctionnels des adultes.
Dès la naissance, le cerveau humain est organisé en réseaux qui soutiennent les fonctions mentales telles que la vision et l’attention, selon une nouvelle étude.
Des études précédentes avaient montré que les adultes possédaient sept réseaux fonctionnels de ce type dans le cerveau. Cette étude, la première à adopter une approche fine et globale du cerveau des nouveau-nés, a révélé que cinq de ces réseaux fonctionnent à la naissance.
“Notre étude montre une variabilité du cerveau à la naissance qui peut être liée à certaines des différences de comportement que nous observons chez les adultes.” – Zeynep Saygin
De façon cruciale, l’étude a également trouvé une variabilité individuelle dans ces réseaux chez les nouveau-nés, ce qui peut avoir des implications sur la façon dont la génétique affecte le comportement chez les adultes.
“Depuis des siècles, les humains s’interrogent sur ce qui les rend uniques et sur le rôle de la programmation génétique par rapport à l’expérience de toute une vie”, a déclaré Zeynep Saygin, auteur principal de l’étude et professeur adjoint de psychologie à l’Université d’État de l’Ohio.
“Notre étude montre une variabilité du cerveau à la naissance qui peut être liée à certaines des différences de comportement que nous observons chez les adultes.”
L’étude, publiée récemment dans le journal NeuroImagea été menée par M. Fiona Molloy, une étudiante diplômée en psychologie à Ohio State.
Les chercheurs ont analysé les scans IRMf des cerveaux de 267 nouveau-nés, la plupart âgés de moins d’une semaine, qui faisaient partie du Developing Human Connectome Project. Tous les nourrissons ont été scannés pendant 15 minutes alors qu’ils étaient endormis.
L’étude a consisté à analyser les plus petits fragments de cerveau que permet l’IRM – appelés voxels ou pixels volumétriques – afin de déterminer comment les signaux de chaque voxel sont liés aux autres voxels du cerveau.
“Même lorsque nous dormons, le cerveau est actif et différentes parties communiquent entre elles”, a déclaré M. Saygin.
“Nous identifions les réseaux en trouvant quelles parties du cerveau présentent des schémas d’activité similaires au même moment – par exemple, lorsqu’une zone s’active, l’autre le fait aussi. Elles se parlent les unes aux autres”.
Les résultats ont montré que cinq réseaux chez les nouveau-nés ressemblaient à ceux que l’on trouve chez les adultes : les réseaux visuel, par défaut, sensorimoteur, d’attention ventrale et de vision de haut niveau.
Les adultes possèdent deux réseaux supplémentaires que l’on ne trouve pas dans le cerveau des nouveau-nés : le réseau de contrôle et le réseau limbique. Ces deux réseaux sont impliqués dans des fonctions de plus haut niveau, a expliqué Saygin.
Le réseau de contrôle permet aux adultes de faire des plans pour atteindre des objectifs. Le réseau limbique est impliqué dans la régulation des émotions.
“Les bébés ont peu de contrôle cognitif et de régulation émotionnelle, il n’est donc pas surprenant que ces réseaux ne soient pas développés”, a déclaré Saygin.
“Mais une possibilité aurait été qu’ils soient mis en place à la naissance et qu’ils aient juste besoin d’être affinés. Mais ce n’est pas ce que nous avons trouvé. Ces réseaux ne sont pas encore du tout là et doivent se développer par l’expérience.”
Les chercheurs ont également examiné les différences individuelles dans les réseaux cérébraux des nouveau-nés étudiés. Les résultats ont montré que le réseau d’attention ventral présentait la plus grande variabilité chez les nouveau-nés. Il s’agit du réseau impliqué dans la direction de l’attention vers les stimuli importants rencontrés dans le monde, en particulier quelque chose qui peut être inattendu.
“Nos résultats suggèrent que le réseau d’attention ventral est une source stable de variabilité individuelle qui existe à la naissance et persiste peut-être tout au long de la vie”, a-t-elle déclaré.
Chez les adultes, cette variabilité individuelle dans l’organisation du réseau a été liée au comportement et à différents troubles.
“Nous constatons des différences individuelles dans l’organisation du réseau dès la naissance, et il pourrait être intéressant de voir si ces différences permettent de prédire le comportement ou le risque de troubles psychologiques plus tard dans la vie”, a déclaré Molloy.
Dans une autre analyse, les chercheurs ont utilisé des échantillons de tissus de cerveaux humains disponibles par le biais de l’Allan Human Brain Atlas pour explorer comment les différences dans les réseaux cérébraux des nouveau-nés peuvent être liées à des différences dans l’expression génétique – le processus d’activation des gènes.
Ils ont trouvé plusieurs gènes dans les échantillons de tissus cérébraux qui peuvent avoir conduit aux organisations cérébrales spécifiques qu’ils ont trouvées chez les nouveau-nés individuels de l’étude.
“Cela pourrait permettre de découvrir une base génétique potentielle expliquant pourquoi nous observons ces différences dans les réseaux des nouveau-nés dans notre étude”, a-t-elle déclaré.
Les recherches futures examineront comment ces réseaux se développent au fil du temps afin de mieux comprendre le rôle des facteurs génétiques dans le développement de ces réseaux.la programmation et l’expérience de la production de variabilité dans ces réseaux.
“Nous voulons mieux comprendre la trajectoire de développement de ces réseaux pour savoir comment les gènes et l’expérience sont liés au comportement et aux résultats futurs”, a déclaré Saygin.
Référence : “Individual variability in functional organization of the neonatal brain” par M. Fiona Molloy et Zeynep M. Saygin, 15 mars 2022, NeuroImage.
DOI: 10.1016/j.neuroimage.2022.119101
