Développement Neuronal de Grands Prématurés

La prématurité, qui représente environ 15 millions de cas par an dans le monde, est préoccupante car elle est associée à une variété de complications à long terme, et en particulier des troubles neuro-développementaux. La naissance prématurée perturbe la maturation normale du cerveau pendant une période critique de la croissance du cerveau fœtal, exposant le cerveau en développement à une variété d'événements stressants dans l'unité de soins intensifs néonatals et privant les nourrissons d'apports sensoriels importants pour l'activité de développement du cerveau normal.

Les bébés prématurés sont ceux nés avant 37 semaines de gestation et présentent des altérations du comportement, caractérisées par un manque d'attention, de l'anxiété et des problèmes socio-émotionnels, où 25% d'entre eux ont un risque plus élevé de développer un trouble déficitaire de l'attention et une hyperactivité, des troubles du spectre autistique et la dépression. D'autant plus s'ils sont très prématurés, c'est-à-dire ceux nés avant la semaine 32.

Ces troubles apparaissent parce qu'à leur naissance, leur cerveau n'est pas formé et doit être construit en dehors de l'utérus maternel, et sans les stimuli qu'ils y reçoivent, les connexions neuronales et la myélinisation – un processus par lequel les neurones sont recouverts de myéline, une graisse qui fait que les messages arrivent plus rapidement – ce qui influence le développement neuronal.

En particulier, il est décrit depuis 2015 par des chercheurs suisses que les bébés prématurés présentent des altérations cérébrales structurelles dans des régions censées servir au traitement émotionnel et qui sont liées à des déficits socio-émotionnels ultérieurs, qui, par exemple, rendent difficile traiter ou comprendre la peur. Ces altérations comprennent des volumes réduits de l'amygdale, de l'hippocampe, du cortex orbitofrontal, de l'insula et du cortex cingulaire postérieur. Il s'agit des “zones cérébrales de socio-émotion”.

Aux âges plus avancés comme l'enfance et l'âge adulte, le cerveau d'un individu né prématurément est structurellement différent de celui d'un individu né à terme.

Écouter de la musique pourrait avoir le potentiel de moduler les réseaux de neurones qui sont affectés par la prématurité dans le développement précoce, en particulier ceux impliqués dans le traitement socio-émotionnel.

La musique aide le développement du cerveau chez les bébés très prématurés

Des chercheurs des Hôpitaux Universitaires de Genève (HUG), en collaboration avec des hôpitaux et universités anglais et nord-américains, ont mené une expérience avec de très bons résultats pour favoriser le développement neuronal des bébés grands prématurés, en leur faisant jouer une musique spécialement composée pour eux. Les résultats ont été publiés dans la revue Actes de l'Académie nationale des sciences (PNAS) de mai 2019.

Les bébés nés prématurément doivent passer du temps dans les unités néonatales de soins intensifs (USIN). Bien qu'ils soient destinés à être des lieux silencieux – comme l'est l'intérieur du ventre de la mère –, il y a généralement des stimuli tels que des bruits (alarmes, portes...) et des lumières pour lesquels le système sensoriel de ces petits n'est pas préparé.

Exposer des bébés très prématurés à une musique spécialement composée pour eux renforce le développement de leurs réseaux cérébraux et pourrait limiter les fréquents retards neuro-développementaux que subissent ces bébés.

Les chercheurs ont mené l'expérience en double aveugle (ni les parents ni les chercheurs ne savaient quel bébé écoutait de la musique) avec 30 bébés prématurés, dont seulement la moitié recevaient de la musique avec la permission de leurs parents, et leurs résultats ont été comparés à ceux de 15 bébés qui sont arrivés à terme avant leur naissance. Le plus intéressant est que la musique jouée dans l'unité de soins intensifs néonatals correspondait à l'état de veille du bébé. S'ils dormaient, c'était un morceau de musique calme et très semblable à une berceuse, tandis que lorsqu'ils étaient éveillés ou voulaient s’endormir, il s'agissait de mélodies différentes. Les séances ne duraient pas plus de 8 minutes, une fois par jour et 5 jours par semaine.

Les chercheurs ont vérifié avec des techniques d'imagerie que les connexions neuronales des bébés nés entre 24 et 32 semaines de grossesse – soit près de quatre mois plus tôt que prévu pour certains d'entre eux – qui avaient écouté cette musique se développaient beaucoup mieux, notamment toute la zone qui affecte les fonctions sensorielles et cognitives.

Selon les chercheurs suisses, puisque le développement neuronal plus faible des bébés prématurés est dû en partie à ces perceptions stressantes pendant qu'ils sont dans l'incubateur, et au manque de stimuli sensoriels adéquats pour leur physiologie cérébrale immature, ils ont proposé un autre type de stimuli aux prématurés, mais adaptés à ce nombre réduit de neurones et de connexions entre eux. Ils pensaient que la musique, puisque l'ouïe est l'un des sens qui commence à fonctionner en premier, pourrait être le meilleur moyen de les aider.

Pour leur objectif, ils ont demandé au compositeur musical Andreas Vollenweider de composer des chansons spécifiques pour ces petits lorsqu'ils sont éveillés, une autre pour dormir et une troisième pour interagir avec eux, d'une durée de huit minutes chacune.

Les instruments choisis pour en jouer étaient la harpe, les cloches et le punji – la flûte indienne qui apparaît habituellement dans les scènes des charmeurs de serpents – car ils ont observé que leur son était celui qui les calmait le plus et leur permettait de se concentrer sur la musique.

Les pièces musicales comprennent une harmonie entre des sons de harpe, de flûte charmeuse de serpent et de cloches, qui créent ensemble une mélodie interactive et des tons subtils que vous pouvez écouter en cliquant ici.

L'imagerie par résonance magnétique multimodale, l'imagerie du tenseur de diffusion et la tractographie de la région d'intérêt, des techniques non invasives qui permettent au chercheur de mesurer le volume des structures cérébrales, de mesurer le développement neuronal et de vérifier la connectivité fonctionnelle entre différents points du cerveau, ont été utilisées conjointement afin d'étudier les aires cérébrales de la socio-émotion.

L'équipe a examiné 20 endroits différents à l'aide de la technique du tenseur de diffusion, pour quantifier le nombre de molécules d'eau pouvant traverser la substance blanche – un type de tissu neuronal dans le cerveau –, où, grâce à d'innombrables équations physiques et mathématiques, il est possible d'évaluer la croissance neuronale et le développement de caractéristiques aussi importantes que la myéline, une substance qui entoure et protège les axones des neurones et dont la fonction principale est d'augmenter la vitesse de transmission de l'influx nerveux.

Ce qu'ils ont découvert, c'est que les nourrissons prématurés présentent une diminution globale de la maturation de la substance blanche par rapport aux nouveau-nés dans plusieurs régions socio-émotionnelles et auditives, où il a été constaté que les molécules d'eau traversaient plus facilement la matière blanche chez les bébés prématurés par rapport aux bébés nés à terme.

Ceci est directement lié à la maturation de ces zones, car la croissance des neurones rend difficile le passage des molécules d'eau à travers les tissus, car une plus grande facilité dans le passage de l'eau signifie un plus petit nombre de neurones ou des neurones plus petits et donc une croissance neuronale moindre.

Cependant, ce qui était surprenant, c'est que les enfants prématurés exposés aux séances musicales présentaient une diffusion de l'eau plus proche de celle des enfants nés à terme et donc une maturation fonctionnelle plus proche. C'est le manque de myéline dans les neurones de la substance blanche en développement (qui se caractérise par le fait de n'avoir que des fibres myélinisées) qui a affecté la maturation des zones socio-émotionnelles chez les prématurés.

Quant à l'amygdale, une structure cérébrale classiquement associée à la coordination des émotions et qui a été décrite comme ayant un volume plus faible chez les prématurés, elle pourrait être liée à certaines difficultés rencontrées par ces bébés tout au long de leur croissance, comme la difficulté à réguler la peur et colère à 12 mois, difficulté à reconnaître les expressions faciales des émotions à 24 mois et plus grandes difficultés à reconnaître le contenu émotionnel et à réguler le comportement social à 5-7 ans.

De plus, dans ceux-ci les connexions ont augmenté entre le réseau cérébral de proéminence – celui qui nous permet de discerner l'importance des stimuli – et les réseaux auditif, sensori-moteur, frontal, thalamus et précuneus – une partie du cerveau qui permet à l'information extérieure d’être apparentée à celui des sens –. A tel point que l'organisation des réseaux de neurones était très similaire à celle des bébés nés à terme. Peut-être parce que l'écoute des trois chansons leur a permis de se concentrer sur leur rythme physiologique, d'une manière très similaire à l'harmonie que le fœtus entretient avec sa mère. En revanche, les bébés prématurés qui n'écoutaient pas cette musique particulière n'associaient pas un stimulus, comme le bip d'une alarme, à un contexte physiologique spécifique.

Il a été constaté dans cette étude que les nourrissons prématurés traités avec de la musique avaient un volume amygdalien plus similaire à celui d'un nourrisson né à terme, et bien que le volume en soi ne soit pas indicatif d'une meilleure connectivité neuronale, il ouvre un champ d'investigation nouveau et intéressant.

En conclusion, ces résultats suggèrent un effet structurel de maturation de l'intervention musicale proposée sur les voies neuronales de traitement auditif et socio-émotionnel des prématurés au cours d'une période clé du développement cérébral.

Aujourd'hui, les premiers nourrissons à entendre cette musique personnalisée ont 6 ans, ce qui est généralement l'âge auquel certains problèmes cognitifs commencent à se manifester. C'est pourquoi les chercheurs prévoient de réaliser sur eux une évaluation cognitive et socio-émotionnelle pour vérifier si les effets positifs se sont maintenus dans le temps.

Très grands prématurés : la survie de ces nourrissons s’améliore

Des chercheurs d'une équipe américaine, dans une étude publiée dans la revue JAMA Network en janvier 2022, ont révélé que les très grands prématurés, soit les nourrissons nés avant la 28ème semaine de grossesse, ont plus de chances de survivre de nos jours.

Pour parvenir à cette conclusion, les scientifiques se sont appuyés sur les données de 19 centres médicaux recueillies entre le 1er janvier 2013 et le 31 décembre 2018. Ils ont analysé les informations de 10.877 bébés nés entre la 22ème et la 28ème semaine de grossesse. Les données ont été comparées à une cohorte similaire de nourrissons nés de 2008 à 2012.

Une hausse des taux de survie chez les très grands prématurés

D’après les résultats, 78,3% des très grands prématurés ont survécu jusqu'à leur sortie de l’hôpital. Ce chiffre a augmenté par rapport à un taux historique de 76% pour les nourrissons nés entre 2008 et 2012. Selon les travaux, la survie jusqu'à la sortie de l’établissement de santé était de 10,9% pour les nourrissons nés à la 22ème semaine de grossesse et de 94% pour les bébés nés à la 28ème semaine. La survie chez les nouveau-nés traités activement était de 30% à la 22ème semaine de grossesse et de 55,8% à la 23ème semaine. Parmi les nourrissons nés avant la 27ème semaine de grossesse qui ont survécu et ont été suivis pendant deux ans, 49,9% ont été de nouveau hospitalisés et 21,2% ont présenté des troubles graves du développement neurologique.

Une amélioration collective des soins

Les chercheurs ont déclaré que cette amélioration des résultats pour les très grands prématurés peut être attribuée à de multiples facteurs. Les centres médicaux universitaires ont adopté de meilleures pratiques, les ont appliquées et les ont partagés à un groupe de plus en plus large au niveau national. Il y a des éléments où ils ont collectivement progressé, comme la ventilation, la nutrition et l'hydratation. L'accouchement imminent d'un enfant extrêmement prématuré est un facteur de stress intense pour les familles. Pour aider les parents à faire face à cette situation, il est important de leur présenter les données dont ils disposent et de leur faire savoir à quoi s'attendre à long terme.

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Les progrès de la médecine ont considérablement amélioré les taux de survie des enfants prématurés, même chez les grands prématurés (moins de 28 semaines), mais la transition vers l'alimentation par voie digestive à la naissance représente un défi de taille pour le tube digestif de ces bébés en raison de leurs fonctions digestives et immunitaires immatures.

Oligosaccharides

Cette immaturité expose à des complications néonatales comme le sepsis et l'entérocolite nécrosante qui est une maladie inflammatoire intestinale pouvant conduire à la nécrose et à la perforation de l’intestin. Ces complications peuvent également faire le lit de différentes maladies plus tard dans la vie, notamment un développement neurologique perturbé, des maladies allergiques et une rétinopathie.

Chez les prématurés, l’alimentation par le lait maternel est essentielle pour l’adaptation du tube digestif à l’alimentation mais tous les laits maternels ne sont probablement pas identiques.

Les oligosaccharides contenus dans le lait maternel seraient importants pour l’alimentation des enfants prématurés car ils contribuent à prévenir les troubles digestifs et les problèmes de santé ultérieurs.

Prématurité et immaturité intestinale

L'immaturité intestinale chez les prématurés qui viennent de naître entraîne de fréquentes difficultés pour tolérer l'alimentation par voie digestive – alimentation entérale – avec des laits maternisés. D’autre part, la colonisation bactérienne physiologique à ce stade peut se faire de façon anormale avec un risque élevé d’entérocolite nécrosante, notamment lorsque le lait maternel est insuffisant.

Bénéfice des oligosaccharides

Les oligosaccharides du lait maternel ont été crédités dans plusieurs études d’un bénéfice sur la prévention de ces troubles. Ces bénéfices de l'allaitement maternel pour la santé seraient en partie expliqués par l'abondance et, surtout, la variété des oligosaccharides dans le lait maternel, ceux-ci servant de prébiotiques et d'immuno-modulateurs. La concentration en oligosaccharides dans le lait maternel est très variable et le microbiote intestinal est également d’une grande variabilité après une naissance prématurée. La supplémentation en oligosaccharides du lait maternel peut devenir importante pour la protection de l'intestin chez le nouveau-né prématuré, en particulier lorsque l'intestin a atteint une phase plus mature.

Prématurés : le lait maternel et ses oligosaccharides contre les troubles digestifs et les problèmes de santé

 

Selon les chercheurs de la Faculté Sciences Médicales et de Santé de l’Université de Copenhague, dont leur étude parue dans Nutrients d’octobre 2018, la différence de composition en oligosaccharides dans le lait maternel pourrait expliquer en partie pourquoi certains nouveau-nés prématurés développent une entérocolite nécrosante alors qu’ils sont nourris exclusivement avec du lait maternel.

L’intérêt des oligosaccharides du lait maternel semble bien étayé pour stimuler l'adaptation intestinale du prématuré à l’alimentation et réduire la fréquence de l'entérocolite nécrosante.

Le but de cette étude était de mesurer la concentration de 15 oligosaccharides du lait humain (HMO) dominants dans le lait maternel au cours de la période néonatale et d’étudier les corrélations entre leurs niveaux et la survenue d’entérocolite, de sepsis et de retard de croissance chez 106 prématurés, avec un poids de naissance extrêmement faible (inférieur à 1000 g), exclusivement nourris avec du lait maternel.

Il apparaît que la diversité des oligosaccharides du lait humain et les taux de Lacto-N-difucohexaose I étaient plus faibles dans les échantillons des mères en cas d’entérocolite, par rapport aux prématurés qui n’ont pas eu d’entérocolite. Or, le lacto-N-difucohexaose I est uniquement produit par des mères Lewis positives, c’est-à-dire celles qui sont génétiquement programmées pour le faire.

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