Le cerveau des chauffeurs de taxi londoniens !

Voici 2 articles concernant l'effet sur le cerveau (et plus particulièrement l'hippocampe) de l'apprentissage et de la pratique des itinéraires routiers par les chauffeurs de taxi de la ville de Londres :

http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/677048.stm


http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/7613621.stm

Le principe important à retenir de ces études concerne l'effet d'un entraînement spécifique et intensif sur certaines structures de notre cerveau. D'autres études de ce genre ont par exemple montré que les régions cérébrales motrices activées lors des mouvements des doigts étaient davantage développées chez les violonistes professionnels.

Personnellement, cela fait longtemps que je me dis qu'un entraînement intensif dans le but de maîtriser une compétence particulière devait avoir un effet "mesurable" sur certaines parties du cerveau. Cette hypothèse n'est pas nouvelle et paraît logique (du moins, en ce qui me concerne). Actuellement, cette hypothèse est de plus en plus acceptée parce que des études scientifiques, utilisant les techniques modernes d'imagerie cérébrale, parviennent à mesurer les effets sur le cerveau de la pratique intensive d'un ensemble de comportements spécifiques.

Réflexion : J'espère que des études de ce genre ne vont pas se multiplier à l'infini afin de prouver l'effet d'une pratique comportementale intensive sur le cerveau. En effet, le même genre d'observations (mais concernant des régions cérébrales différentes) pourraient alors être "découvertes" chez les marathoniens, les joueurs de tennis, les jongleurs, les tireurs d'élite, les acteurs de théâtre, les opérateurs de machinerie lourde, etc. Vous voyez où je veux en venir ! Je ne pense pas qu'il soit nécessaire de réaliser une pléthore d'études de ce genre et de publier pendant de nombreuses années des dizaines d'articles scientifiques afin d'accepter le principe que les comportements humains entraînent des effets sur la structure de notre cerveau. Par contre, il peut être intéressant de mieux connaître la nature exacte de ces effets (par exemple, sur le plan des neurones et/ou des synapses et/ou des neurotransmetteurs, etc.). En ce sens, je pense que ce genre d'études peut alors avoir un certain intérêt.

La plasticité du cerveau chez le jeune enfant (2ème partie)

Donc, comme nous l'avons vu dans la 1ère partie de ce message, le jeune enfant possède bien plus de connexions synaptiques qu'une personne adulte. Après la naissance, le processus de synaptogenèse s'accélère. Pour donner une idée de l'ampleur de ce phénomène, il y aurait une production moyenne de 1.8 millions de synapses par seconde (!) entre le 2ème mois de gestation et l'âge de 2 ans (information tirée du livre de Jeffrey Schwartz, "The mind and the brain"). Ensuite, une fois que l'enfant grandit, un nombre considérable de connexions synaptiques est progressivement éliminé (processus appelé "pruning" en anglais). Le principe général est que les connexions peu ou non utilisées (c'est-à-dire activées par des stimulations de l'environnement et des comportements émis par la personne) finissent par disparaître.

Une autre information importante à savoir pour comprendre le phénomène de plasticité du cerveau chez le jeune enfant est que les jeunes neurones n'auraient pas une fonction précise déterminée sur le plan génétique. C'est un sujet encore matière à débat dans la communauté neuroscientifique mais il remet en question l'idée que les neurones situés dans une région bien précise (par exemple, une région dans le lobe temporal gauche appelée aire de Wernicke) auraient une fonction génétiquement déterminée (dans ce cas-ci, un rôle dans la compréhension du langage oral). C'est-à-dire que, dans le code génétique, il serait "inscrit" que ces neurones-là, et seulement ces neurones-là, peuvent réaliser cette fonction. De plus en plus, il semblerait plutôt que les jeunes neurones ne sont pas encore "spécialisés" à la naissance et que leur fonction ne serait pas inscrite de manière immuable dans le code génétique. Ainsi, il en découle que des neurones situés dans d'autres régions du jeune cerveau peuvent, si nécessaire, prendre en charge, par exemple, la fonction de compréhension du langage oral. C'est ce que nous allons voir ci-après, dans le cas où un jeune enfant subit des dommages très importants au cerveau.

Au milieu des années 80, dans certains cas d'épilepsies non contrôlées et menaçantes pour la vie du jeune enfant, les neurochirurgiens avaient recours à une chirurgie assez radicale : l'ablation d'un hémisphère cérébral entier (opération appelée "hémisphérectomie"). Par exemple, des enfants ont subi une ablation complète de l'hémisphère gauche. Ce qui a ensuite été observé est que ces enfants, si l'opération avait lieu avant l'âge de 4 ans, étaient toujours capables d'apprendre à parler, lire et écrire. Et ceci alors que l'hémisphère supposé contenir les "zones du langage" avait disparu ! Bien sûr, certains troubles pouvaient être observés (par exemple, au niveau de la vision périphérique ou de la motricité fine) mais, dans l'ensemble, les séquelles étaient assez minimes. Comme mentionné plus haut, pour expliquer un tel phénomène, il faut que le cerveau se réorganise et que les neurones de l'hémisphère droit prennent en charge le développement du langage.

A noter cependant que, si la même opération est réalisée après l'âge de 6 ou 7 ans, il en résultera des troubles du langage sévères et permanents.

La plasticité du cerveau chez le jeune enfant (1ère partie)

Bien que ce soit un vaste sujet que je ne maîtrise pas bien, je vais vous parler au mieux de mes connaissances de la plasticité du cerveau chez le jeune enfant et vous apporter quelques éléments d'informations à ce sujet.

Tout d'abord, il faut savoir que, si le développement du cerveau se fait normalement durant la gestation, les neurones produits (processus appelé "neurogenèse") se retrouvent à certains endroits précis dans le cerveau au moment de la naissance. La neurogenèse et la migration des neurones vers leur emplacement dans le cerveau seraient des mécanismes génétiquement déterminés. Et, déjà avant la naissance, des connexions entre les neurones se créent (les synapses ou connexions synaptiques). Ce processus (appelé "synaptogenèse") se poursuit après la naissance à un rythme effréné et le résultat est que le nombre de synapses chez un jeune enfant devient incroyablement élevé. En fait, le nombre de connexions synaptiques est bien plus élevé que chez un adulte ! Par exemple, un enfant âgé de 1 an posséderait environ 2 fois plus de connexions synaptiques que sa mère (ou son père, bien sûr !). C'est un fait important à savoir car cela va vous permettre de mieux comprendre la notion de plasticité du cerveau chez le jeune enfant.

Donc, un jeune enfant (par exemple, 2 ou 3 ans) se retrouve avec un nombre considérable de connexions synaptiques. A quoi cela lui sert-il ? Je vais prendre un exemple dans le domaine du langage pour essayer de répondre à cette question. Il faut savoir qu'il a été assez clairement démontré que le cerveau d'un jeune enfant a le potentiel de reconnaître (ou entendre) tous les sons de chaque langue existante. Par "reconnaître ou entendre", je veux dire que l'enfant est capable de faire la distinction entre, par exemple, le /th/ anglais et le /t/ français, c'est-à-dire que ces sons lui apparaissent différents. Il en serait ainsi de même avec tous les sons de toutes les langues. La conséquence est que, potentiellement, un enfant doit normalement être capable d'apprendre n'importe quelle langue existante, s'il est bien sûr exposé à cette langue dans son environnement immédiat. Et, pour que cette potentialité soit possible, il faut le substrat neuroanatomique adéquat, d'où le nombre considérable de connexions entre les neurones ! Ainsi, au départ, le cerveau du jeune enfant est considéré comme extrêmement "plastique" car il aurait la capacité d'apprendre n'importe quelle langue humaine, et cela dans le respect total de l'accent de cette langue ! Cependant, après quelques années passées dans un environnement où l'on ne parle que le français par exemple, seules les connexions activées par les sons français auront été renforcées. Et, suivant le principe du "use it or lose it", les autres connexions auront été affaiblies (avec la diminution du nombre de synapses), d'où la plus grande difficulté à apprendre une nouvelle langue lorsque l'on est plus âgé, d'où la difficulté à parler cette nouvelle langue sans aucun accent. Ce phénomène a amené un chercheur à dire que si vous n'entendez pas les sons de votre seconde langue (par exemple l'anglais pour un Français) avant l'âge de 10 ans, vous ne serez pas capable de parler cette langue avec exactement le même accent qu'un Anglais de souche. Avec des efforts et de la pratique, vous serez bien sûr capable d'apprendre à parler cette langue mais pas aussi facilement et sans accent comme un jeune enfant peut le faire.

Dans la 2ème partie de ce message, je vais vous montrer à quoi pourrait servir le nombre considérable de synapses lorsque le cerveau du jeune enfant subit un dommage important. Vous verrez alors que la plasticité du jeune cerveau peut être assez impressionnante...

A méditer !

Un autre article sur les liens entre la méditation et les modifications structurales du cerveau :


http://www.blog.newsweek.com/blogs/labnotes/archive/2008/03/25/the-lotus-and-the-synapse.aspx

La formation de nouveaux neurones au sein de la structure hippocampique

Dans le domaine des neurosciences, il est maintenant clairement établi que, pour certaines régions du cerveau, de nouveaux neurones peuvent être formés (processus appelé "neurogenèse") après la naissance. La région où ce phénomène a été le plus observé et le plus étudié est l'hippocampe. Rappelons que nous avons 2 hippocampes (droit et gauche), situés dans les lobes temporaux des hémisphères cérébraux. Bien que cela soit encore au stade de l'hypothèse scientifique, la formation de ces nouveaux neurones pourrait jouer un rôle important dans la formation et la consolidation de nouveaux souvenirs en mémoire et donc jouer un rôle majeur dans les apprentissages.

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Cette découverte est importante et j'en parle car elle a notamment contribué à mettre fin à la "croyance" assez largement répandue il n'y a pas si longtemps que, après la naissance, il n'y avait plus formation de nouveaux neurones. D'autres régions du cerveau, comme par exemple le cervelet, seraient aussi le théâtre de la formation de nouveaux neurones après la naissance. De futures recherches en neurosciences vont probablement contribuer à mieux comprendre ce phénomène. Dans tous les cas, ces découvertes ont amené de plus en plus de neuroscientifiques à accepter le fait que la plasticité du cerveau est bien plus grande qu'on ne le pensait à une certaine époque.

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Complément :

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C'est vers la fin des années 1990 que la formation de nouveaux neurones dans l'hippocampe (et plus précisément dans une région appelée "gyrus dentelé" ou "dentate gyrus") a été démontrée par quelques chercheurs, d'abord chez les souris puis chez les rats et enfin chez les humains. Ce processus de neurogenèse est encore loin d'être bien connu. Cependant, il apparaît de plus en plus que ces nouveaux neurones seraient formés à partir de "cellules souches neuronales", lesquelles sont des cellules "immatures" non encore différenciées qui seraient encore présentes dans le cerveau adulte. Ainsi, ces cellules souches serviraient en quelque sorte de support pour la neurogenèse.

La méditation peut-elle modifier la structure de notre cerveau ?

En neurosciences, quelques études commencent à montrer que la méditation, pratiquée régulièrement et de manière intensive, peut modifier la structure de certains circuits neuronaux. C'est un sujet controversé mais qui, à mon avis, sera de plus en plus étudié et permettra de faire davantage de liens entre certaines pratiques méditatives (par exemple, celles issues de traditions philosophiques orientales) et leurs effets sur le fonctionnement de notre cerveau. Si le lecteur désire en savoir plus à ce sujet, il peut, entre autres, consulter le très bon site internet "wisebrain.org" (voir dans la liste des sites internet recommandés).

Pour l'instant, voici les liens vers 2 articles sur ce thème :

http://urbandharma.org/udharma8/monkstudy.html

http://www.newscientist.com/article.ns?id=dn8317

2 textes sur la plasticité de notre cerveau !

Le 1er s'intitule "Aging Brain" et peut être consulté via le lien suivant :


http://health.usnews.com/articles/health/healthday/2008/07/11/aging-brain-.html



Le second s'intitule "Passive Learning Imprints On The Brain Just Like Active Learning" et se trouve au lien suivant :


http://www.sciencedaily.com/releases/2008/07/080714111425.htm



Bonne lecture !