Une malformation illustre l'incroyable plasticité du cerveau

Publié par Adrien le 03/11/2020 à 09:00
Source: Université de Genève
Les personnes naissant sans corps calleux n'ont plus de pont entre les deux hémisphères cérébraux. Des neuroscientifiques de l'UNIGE montrent comment le cerveau parvient à s'y adapter.


Fibres neuronales dans un cerveau sain (à gauche) et un cerveau avec agénésie du corps calleux (à droite). Dans le cerveau sain, les 2 hémisphères sont connectés par les fibres (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se présentant généralement sous forme de faisceaux.) du corps calleux, représentées en rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.). Celles-ci sont absentes du cerveau avec agénésie du corps calleux. © UNIGE/SIFFREDI

Une personne sur 4000 nait sans corps calleux, une structure cérébrale composée de fibres neuronales qui servent (Servent est la contraction du mot serveur et client.) à faire passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) des informations d'un hémisphère à l'autre. Un quart d'entre elles ne souffrent d'aucun symptôme (Un symptôme représente une des manifestations subjectives d'une maladie ou d'un processus pathologique, tel qu'exprimé par le patient. En général, pour une pathologie...), les autres ont soit de faibles quotients intellectuels, soit des troubles cognitifs prononcés. Dans une étude publiée dans la revue Cerebral Cortex, des neuroscientifiques de l'Université de Genève (L'université de Genève (UNIGE) est l'université publique du canton de Genève en Suisse. Fondée en 1559 par Jean Calvin, sous le nom...) (UNIGE) ont découvert qu'en l'absence de fibres neuronales servant de pont (Un pont est une construction qui permet de franchir une dépression ou un obstacle (cours d'eau, voie de communication, vallée, etc.) en passant par-dessus cette...) entre les hémisphères, le cerveau se réorganise et créé un nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) remarquable de connexions à l'intérieur de chaque hémisphère. Elles y créent plus de connexions intrahémisphériques que dans des cerveaux sains, ce qui indique l'implication de mécanismes de plasticité. Ceux-ci permettraient au cerveau de compenser les pertes en recréant des connexions vers d'autres régions du cerveau en utilisant des voies neuronales alternatives (Alternatives (titre original : Destiny Three Times) est un roman de Fritz Leiber publié en 1945.).

Le corps calleux se développe in utero (Les phénomènes in utero ou in utéro (du latin signifiant littéralement « dans l'utérus ») sont, en biologie, les phénomènes qui...) entre la 10e et 20e semaine de gestation (La gestation est un état fonctionnel particulier propre à la femelle de vivipare qui porte son ou ses petits dans son utérus, entre la nidation de l'œuf et la parturition (mise-bas ou accouchement). La durée de la...). L'agénésie du corps calleux est une malformation (Une malformation est une altération morphologique congénitale d'un tissu ou d'un organe du corps humain ou de tout être vivant.) cérébrale congénitale qui correspond à l'absence de formation de cette structure cérébrale, si bien qu'un bébé (L'onomatopée bébé désigne l'être humain en bas-âge. En puériculture on distingue plutôt le nouveau-né (le premier mois), le nourrisson (d'un...) sur 4000 nait sans corps calleux. En son absence, rien ne remplace cette structure d'une dizaine de centimètres, hormis du liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.) céphalorachidien. Les informations transmises d'un hémisphère à l'autre ne peuvent donc plus être assurées par les projections neuronales du corps calleux. Leur rôle dans un cerveau sain est, selon la chercheuse de la Faculté de médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la pratique (l'art) étudiant l'organisation du corps humain...) de l'UNIGE Vanessa (Le genre Vanessa regroupe des papillons de la famille des Nymphalidae. Cette espèce possède de magnifiques yeux bleus avec un touche de gris et migre...) Siffredi, "d'assurer le bon fonctionnement de diverses fonctions cognitives et sensori-motrices". Étonnamment, 25 % des personnes atteintes par cette malformation n'ont aucun signe apparent, 50 % ont des quotients intellectuels moyens et des difficultés d'apprentissage (L’apprentissage est l'acquisition de savoir-faire, c'est-à-dire le processus d’acquisition de pratiques, de connaissances, compétences, d'attitudes ou de valeurs culturelles, par...), et les 25 % restant souffrent de troubles cognitifs prononcés.

Énigmatiques fibres

La littérature scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les...) montre qu'en l'absence de corps calleux, certaines fibres destinées à servir de pont entre les hémisphères, appelées fibres de Probst, contournent la zone cérébrale absente et se recourbent à l'intérieur de chacun des hémisphères. "Les zones de repli varient totalement d'un individu (Le Wiktionnaire est un projet de dictionnaire libre et gratuit similaire à Wikipédia (tous deux sont soutenus par la fondation Wikimedia).) à l'autre. On ne connaît ni leurs rôles ni leurs fonctions", indique la neuroscientifique. Afin de comprendre cette variabilité et d'examiner le rôle de ces fibres, les scientifiques de l'UNIGE, en collaboration avec leurs collègues de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux...) de Melbourne, ont étudié par imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui représentent des êtres ou des choses. La fabrication se faisait jadis soit à la main, soit par...) cérébrale IRM les liens anatomiques et fonctionnels entre les structures cérébrales d'une vingtaine d'enfants australien-nes de 8 à 17 ans souffrant d'agénésie du corps calleux.

Renforcement salvateur

Leur approche a d'abord permis d'observer les relations physiques entre les différentes régions du cerveau, c'est-à-dire les liens structurels. Chez les enfants souffrant d'agénésie du corps calleux, les fibres neuronales présentes à l'intérieur de chaque hémisphère sont plus nombreuses et de meilleure qualité que dans des cerveaux sains. De plus, les scientifiques de l'UNIGE ont réussi à déterminer les corrélations entre l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) des différentes régions du cerveau, donc leurs liens fonctionnels. "Si deux régions s'activent ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut...), cela signifie qu'elles communiquent entre elles", précise Vanessa Siffredi. Les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) montrent que les connectivités fonctionnelles intra- et interhémisphériques des cerveaux sans corps calleux sont comparables à celles des cerveaux sains. "De manière remarquable, la communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale...) que l'animal (communication intra- ou inter- espèces) ou la machine...) entre les deux hémisphères est préservée. Nous pensons que des mécanismes de plasticité, tels que le renforcement des liens structurels à l'intérieur de chaque hémisphère, ont compensé l'absence de fibres neuronales entre les hémisphères. De nouvelles connexions sont créées et les signaux peuvent être déroutés afin de préserver la communication entre les deux hémisphères", poursuit la chercheuse.

Prédire la déficience cognitive

Les neuroscientifiques genevois-es ont en outre observé une corrélation entre l'augmentation des connexions intra hémisphériques et les compétences cognitives. Une information très intéressante pour les aspects cliniques puisque l'agénésie étant actuellement détectée par échographie lors de la grossesse (La grossesse est le processus physiologique au cours duquel la progéniture vivante d'une femme se développe dans son corps, depuis la conception jusqu'à ce qu'elle puisse survivre hors du corps de la mère. Une femme en...), une proposition d'interruption de grossesse est souvent formulée. "Dans un avenir proche, nous pourrions imaginer utiliser l'imagerie IRM afin de prédire si la malformation observée par échographie a des risques d'association avec une déficience cognitive ou pas et ainsi, mieux informer les futurs (Futurs est une collection de science-fiction des Éditions de l'Aurore.) parents.", conclut la chercheuse.
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