Cette étude menée par des pédiatres et des experts en imagerie de la New York University School of Medicine, documente pour la première fois la trajectoire de développement des réseaux fonctionnels cérébraux depuis la naissance. Ces travaux, publiés dans la revue PLoS Biology, livrent les premiers schémas de croissance du connectome, des schémas spécifiques à chaque région, certaines zones accusant des changements minimes, d’autres présentant une augmentation spectaculaire à la naissance.
Éclairer la trajectoire de croissance des réseaux neuronaux fonctionnels globaux avant et après la naissance constitue une compréhension essentielle pour mieux prendre en charge les troubles neurologiques chez l’enfant.
L’étude analyse un vaste ensemble de données d'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) pour modéliser les trajectoires de développement des réseaux fonctionnels du cerveau sur une période allant de 25 à 55 semaines d'âge gestationnel post-conception. L'échantillon final comprenait 126 scanners fœtaux et 58 scanners infantiles de 140 sujets pédiatriques. L’analyse de ces données d’imagerie cérébrale de fœtus et de nourrissons révèle :
- une augmentation rapide de la connectivité fonctionnelle entre les régions du cerveau à la naissance, reflétant peut-être des processus neuronaux qui soutiennent
- la capacité du cerveau à s’adapter au monde extérieur ;
- les schémas de croissance sont distincts dans les différentes régions cérébrales, suggérant que cette adaptation cérébrale n’est pas uniforme dans tout le cerveau ;
- certaines zones présentent des changements minimes dans la connectivité fonctionnelle à l'état de repos et d'autres zones accusent des changements spectaculaires dans les mêmes réseaux, dès la naissance ;
- le réseau sous-cortical, le réseau sensorimoteur et le réseau frontal supérieur se distinguent comme des régions qui subissent une réorganisation très rapide au cours de cette période critique de développement ;
- le réseau sous-cortical apparaît comme la seule région subissant une augmentation significative de l'efficacité de la communication au sein des nœuds voisins : ce « hub central », qui relaie presque toutes les informations entrantes et sortantes vers et depuis le cortex et assure la communication entre les zones corticales, se développe ainsi très rapidement ;
- l’augmentation est plus progressive dans les régions sensorimotrices et pariétales-frontales tout au long de la période fœtale à néonatale, ce qui reflète peut-être l’établissement ou le renforcement des connexions mais aussi un processus d’élimination des connexions redondantes.
Ces premiers aspects fondamentaux du développement cérébral précoce inspirent déjà de futures recherches sur l’influence des facteurs environnementaux sur ces processus.
D’autres études pourraient évaluer comment des facteurs tels que le sexe, la prématurité et l’adversité prénatale interagissent avec ces schémas de croissance du développement du réseau cérébral chez l’enfant.
Source: PLOS Biology 19 Nov, 2024 DOI: 10.1371/journal.pbio.3002909 Trajectories of human brain functional connectome maturation across the birth transition
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