Apparition des Capacités Humaines – Le néocortex

Il a été découvert que le gène qui nous a rendus intelligents n'est jamais apparu

Les neurosciences identifient le mécanisme génétique qui a permis l'émergence des capacités humaines – Le néocortex

Une équipe de scientifiques de l'Institut des Neurosciences d'Alicante CSIC-UMH, dirigée par le Dr Víctor Borrell, dans une étude publiée dans la revue Cell en juin 2018, identifie pour la première fois un signal moléculaire clé pour l'expansion du cortex cérébral et l'acquisition de son architecture complexe au cours de l'évolution des mammifères.

Ils montrent que cette évolution n'est pas due à l'apparition de nouveaux gènes, comme cela a été suggéré récemment, mais à la régulation fine des mécanismes génétiques qui existent déjà chez les reptiles et qui sont communs à tous les amniotes (reptiles, amphibiens et oiseaux). Le niveau d'activité des gènes conservés au cours de l'évolution, et non l'apparition de nouveaux gènes, a été la clé de l'expansion du cortex cérébral, qui a rendu possible sa grande complexité chez les mammifères.

Cette modulation a donné naissance à une nouvelle forme de neurogenèse plus efficace, qui chez les mammifères a favorisé la multiplication exponentielle du nombre de neurones, l'expansion du cortex cérébral et, avec elle, l'apparition, in fine, des capacités qui nous définissent en tant qu’humains.

La taille du cerveau est radicalement différente entre les reptiles, les oiseaux et les mammifères principalement en raison de la différence de taille et de complexité du cortex cérébral, qui atteint son exposant maximal chez notre espèce. Composé de six couches, comparé aux trois de reptiles et d'oiseaux, le cortex cérébral nous permet de contrôler exclusivement des caractéristiques humaines, telles que la créativité, le langage, l'écriture, le rire, les arts ou la capacité à planifier des actions et à prévoir leurs conséquences.

L'apparition des amniotes

L'expansion du cortex cérébral a commencé avec l'arrivée des amphibiens, au Cambrien, il y a environ 500 millions d'années, lorsque la diversité des formes de vie a explosé. A cette époque, l'apparition d'amniotes – reptiles, amphibiens et oiseaux – dont l'embryon est pourvu d'une cavité remplie de liquide (amnios) qui leur permettait de devenir indépendants de l'eau pour leur reproduction et leur développement.

Quitter le milieu aquatique était un grand défi pour le cerveau primitif, qui a subi de profondes modifications pour intégrer les nouvelles informations visuelles, acoustiques et olfactives qu'il recevait hors de l'eau, ainsi que pour s'adapter à la nouvelle locomotion terrestre, qui a nécessité le développement d’une musculature corporelle spécifique pour déplacer les membres avant et arrière.

Toutes ces modifications ont fait évoluer le petit cortex cérébral primitif des amphibiens pour en devenir le plus grand et le plus complexe des mammifères. Cela s'est produit grâce à une augmentation sans précédent du nombre et des types de neurones, qui a permis le passage d'un cortex composé de trois couches de cellules, appelé paléocortex (cortex ancien) typique des reptiles, à un cortex plus évolué à six couches, typique des mammifères, appelé néocortex (nouveau cortex). Ce grand saut qualitatif a été fondamental pour l'augmentation progressive des capacités cognitives des différentes espèces de mammifères, atteignant finalement le plus haut niveau chez les primates et les humains.

Les cellules souches des neurones

Le développement du cortex cérébral dépend largement des cellules gliales radiales, les cellules souches chargées de générer les neurones et de les guider pendant le développement embryonnaire vers leurs destinations finales dans le cerveau. L'augmentation de la neurogenèse embryonnaire tout au long de l'évolution dépendait d'une décision binaire des cellules gliales radiales : celle de générer directement ou indirectement des neurones.

El desarrollo de la corteza cerebral depende
en gran medida de las células de glía radial

Chez les reptiles et les oiseaux, la plupart des neurones corticaux sont produits directement à partir des cellules gliales radiales, tandis que dans le néocortex des mammifères, la plupart des neurones sont produits indirectement par des cellules génitrices intermédiaires, qui sont regroupées dans la zone dite sous-ventriculaire – “le berceau des neurones” – exclusive au cerveau des mammifères. Ce processus de génération de nouveaux neurones, bien que plus lent, a permis une amplification exponentielle de la production de nouveaux neurones qui ont conduit l'évolution du cortex cérébral.

Jusqu'à présent, les mécanismes qui régulaient cette expansion du cortex cérébral des trois couches de reptiles et d'oiseaux aux six couches de mammifères étaient inconnus. L'équipe de scientifiques a franchi une étape très importante précisément pour comprendre, tant au niveau cellulaire que génétique, comment cette évolution s'est déroulée, ce qui est essentiel pour nous fournir des caractéristiques uniques.

Plus précisément, ils ont identifié pour la première fois un signal moléculaire clé pour l'expansion du cortex cérébral et l'acquisition de son architecture complexe chez les mammifères (néocortex). Cette découverte devient d'autant plus importante qu'elle montre que cette évolution n'était pas due à l'apparition de nouveaux gènes, comme cela a été suggéré récemment, mais à la régulation fine des mécanismes génétiques déjà existants chez les reptiles, qui sont communs à tous les amniotes.

Une "rotonda" nous donne plus de cervelle

La expresión de la llamada proteína rotonda
es clave en la creación o no de nuevas y variadas neuronas

C'est la régulation des niveaux d'activité d'une voie de signalisation hautement conservée, celle du gène Robo (abréviation de Roundabout, en anglais “rotonda”), qui a rendu possible le changement de mode de génération de nouveaux neurones, partant de la neurogenèse directe et peu inefficace à l’indirecte, hautement productive.

Organoïdes cérébraux

Alors que la neurogenèse directe, typique des reptiles et des oiseaux, limite le nombre de nouveaux neurones et donc la taille du cortex cérébral, l'apparition d'une neurogenèse indirecte a permis la production d'un volume de neurones sans précédent. Cela a été réalisé avec la diminution de l'expression du gène Robo au cours de l'évolution des amniotes, en tant que mécanisme principal qui a conduit l'expansion et la complexité du cortex cérébral le long de l'échelle évolutive.

L'équipe a utilisé des expériences de gain et de perte de fonction génique dans des embryons de souris, de poulet et de serpent, ainsi que dans des organoïdes cérébraux humains, pour montrer que de faibles niveaux du gène Robo, combinés à des niveaux élevés du gène Dll1, sont nécessaires et suffisants pour conduire à une neurogenèse indirecte qui a permis le développement du cortex cérébral de plus en plus grand et complexe des mammifères. De plus, ils ont vérifié expérimentalement chez les serpents et les oiseaux que la diminution du signal Robo et la potentialisation de Dll1 récapitulent ce processus évolutif, donnant lieu à la formation de cellules souches qui ne se forment que dans le cerveau des mammifères, et qui sont nécessaires pour la neurogenèse indirecte, également exclusive aux mammifères.

Des chercheurs de l'Université de Genève (Suisse), de l'Institut Max Planck (Allemagne) et des universités de Stanford et Thomas Jefferson (États-Unis) ont collaboré à cette étude.

Cellule gliale radiale

On entend par cellules gliales ou gliales l'ensemble de cellules dérivées de l'épithélium embryonnaire qui recouvrent le système nerveux et forment un réseau de soutien, de protection, de nutrition et d'entretien des neurones.

Une cellule gliale radiale est une cellule de forme bipolaire qui couvre toute la largeur du cortex dans le système nerveux central en développement (SNC) et sert de géniteur primaire capable de générer des neurones, des astrocytes et des oligodendrocytes.

La glie radiale sert de voie ou de guide pour les neurones au cours du développement fœtal. Ledit guidage est dû à l'interaction de la glie et du neurone, à travers un processus d'attraction au niveau chimique et au rôle de la glie dans la promotion de la croissance et de la migration des fibres nerveuses. Néanmoins, ce rôle se réduit avec le temps : une fois que les neurones du cortex ont migré vers leur position finale et une fois que de nouveaux neurones cessent de naître dans la plupart des zones du système nerveux, leur rôle passe à se concentrer sur le soutien du réseau neuronal.

La glie radiale a également été liée à la génération et à la synthèse neuronales elle-même : il a été observé qu'elle peut agir comme génitrice d'autres cellules telles que les neurones. Cette neurogenèse est surtout liée à l'enfance, mais son implication dans la naissance de nouvelles cellules nerveuses dans le cerveau adulte est suspectée dans les quelques zones où elle a été détectée – dans l'hippocampe et le bulbe olfactif – sont celles où elle a été le plus observée.

De même, elles ont été liées à la récupération de certaines fonctions après la présence de lésions cérébrales, et il a été observé leur lien avec des processus tels que l'élagage synaptique et neuronal qui se produit pendant la croissance. Il a également été démontré que les cellules gliales jouent un rôle très important dans la génération d'un réseau cérébrovasculaire complexe, fonctionnel et stable dans le cerveau, en particulier au début de la vie mais aussi tout au long du cycle de vie. Lors d'expériences sur des souris, il a été observé que son inhibition génère une dégradation du réseau de vascularisation cérébrale et du métabolisme cérébral, ce qui facilite grandement l'apparition de la neurodégénérescence.

Comme le reste des cellules gliales, la glie radiale a également le rôle important de soutenir et de maintenir en vie les neurones qui les entourent, de faciliter leur croissance et de les nourrir.

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Une façon de comprendre le comportement de l'esprit

Les neurosciences ont traditionnellement pour objectif de connaître le fonctionnement du système nerveux. Tant au niveau fonctionnel que structurel, cette discipline tente de savoir comment s'organise le cerveau. Ces derniers temps, elle est allé plus loin, ne voulant pas seulement savoir comment fonctionne le cerveau, mais aussi l'impact qu'elle a sur nos comportements, nos pensées et nos émotions.

Le but de relier le cerveau à l'esprit est la tâche des neurosciences cognitives. C'est un croisement entre les neurosciences et la psychologie cognitive. Cette dernière traite de la connaissance de fonctions supérieures telles que la mémoire, le langage ou l'attention. Ainsi, l'objectif principal des neurosciences cognitives est de relier le fonctionnement du cerveau à nos capacités cognitives et comportements.

Le développement de nouvelles techniques a été d'une grande aide dans ce domaine afin de mener des études expérimentales. Les études de neuro-imagerie ont facilité la tâche de mettre en relation des structures spécifiques avec différentes fonctions, en utilisant un outil très utile à cet effet : l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle.

Des outils tels que la stimulation magnétique transcrânienne non invasive ont également été développés pour le traitement de diverses pathologies.

Les débuts de la neuroscience

Le début des neurosciences remonte au 19e siècle. Avec le développement du microscope et des techniques expérimentales, telles que la fixation et la coloration des tissus ou la recherche sur la structure du système nerveux et sa fonctionnalité, cette discipline a commencé à se développer.

La contribution de Santiago Ramón y Cajal a eu une influence sur les débuts des neurosciences. Il a formulé la doctrine du neurone. Ses contributions aux problèmes de développement, de dégénérescence et de régénération du système nerveux sont toujours d'actualité et sont encore en cours d'apprentissage dans les facultés.

Mais les neurosciences ont reçu des contributions de nombreux domaines de connaissances qui ont aidé à mieux comprendre le fonctionnement du cerveau. Les découvertes successives en neurosciences sont multidisciplinaires.

Elles ont reçu de grandes contributions tout au long de l'histoire de l'anatomie, qui est responsable de la localisation de chacune des parties du corps. La physiologie est davantage axée sur la connaissance du fonctionnement de notre corps. La pharmacologie avec des substances extérieures à notre corps, en observant les répercussions sur le corps et la biochimie, en utilisant des substances sécrétées par le corps lui-même, comme les neurotransmetteurs. La psychologie a également apporté des contributions importantes aux neurosciences, à travers les théories du comportement et de la pensée.

Au fil des ans, la vision a changé d'une perspective plus de localisation, dans laquelle on pensait que chaque zone du cerveau avait une fonction spécifique, à une vision plus fonctionnelle dans laquelle l'objectif est connaître le fonctionnement global du cerveau.

Neurosciences cognitives

Les neurosciences couvrent un très large spectre au sein de la science. Cela comprend de la recherche fondamentale à la recherche appliquée qui travaille avec l'impact des mécanismes sous-jacents sur le comportement. Au sein des neurosciences, les neurosciences cognitives essaient de découvrir comment des fonctions supérieures telles que le langage, la mémoire ou la prise de décision sont exécutées.

L'objectif principal des neurosciences cognitives est d'étudier les représentations nerveuses des actes mentaux. Elle se concentre sur les substrats neuronaux des processus mentaux afin de connaître l'impact qu'ils ont sur notre comportement et nos pensées et ce qui se passe dans notre cerveau.

Des zones spécifiques du cerveau responsables des fonctions sensorielles ou motrices ont été détectées, mais elles ne représentent qu'un quart du cortex total.

Ce sont les zones d'association, qui n'ont pas de fonction spécifique, celles chargées d'interpréter, d'intégrer et de coordonner les fonctions sensorielles et motrices. Elles seraient responsables des fonctions mentales supérieures. Les zones du cerveau qui régissent des fonctions telles que la mémoire, la pensée, les émotions, la conscience et la personnalité sont beaucoup plus difficiles à localiser.

La mémoire est liée à l'hippocampe, situé au centre du cerveau. En ce qui concerne les émotions, le système limbique est connu pour contrôler la soif et la faim – hypothalamus –, l'agression – l'amygdale – et les émotions en général. C'est dans le cortex, où les capacités cognitives sont intégrées, le lieu où se trouve notre capacité à être conscient, à établir des relations et à faire des raisonnements complexes.

Cerveau et émotions

Les émotions sont l'une des caractéristiques essentielles de l'expérience humaine normale, Nous tous les expérimentons.

Toutes les émotions sont exprimées à travers des changements moteurs viscéraux et des réponses somatiques et motrices stéréotypées, en particulier les mouvements des muscles faciaux. Traditionnellement, les émotions étaient attribuées au système limbique, qui continue d'être maintenu, mais il y a plus de régions cérébrales impliquées.

Les autres zones dans lesquels s'étend le traitement des émotions sont l'amygdale et la face orbitale et médiale du lobe frontal. L'action conjointe et complémentaire de ces régions constitue un système moteur émotionnel. Les mêmes structures qui traitent les signaux émotionnels participent à d'autres tâches, telles que la prise de décision rationnelle et même les jugements moraux.

Les noyaux viscéraux et moteurs somatiques coordonnent l'expression du comportement émotionnel. L'émotion et l'activation du système nerveux autonome sont étroitement liées. Ressentir tout type d'émotion, comme la peur ou la surprise, serait impossible sans ressentir une augmentation de la fréquence cardiaque, des sueurs, des tremblements... Cela fait partie de la richesse des émotions.

Attribuer une expression émotionnelle aux structures cérébrales lui confère sa nature innée.

Les émotions sont un outil adaptatif qui informe les autres sur notre état d'esprit. L'homogénéité dans l'expression de la joie, de la tristesse, de la colère... a été démontrée dans différentes cultures. C'est l'un des moyens dont nous disposons pour communiquer et faire preuve d'empathie avec les autres.

La mémoire, l'entrepôt de notre cerveau

La mémoire est un processus psychologique de base qui fait référence au codage, au stockage et à la récupération des informations apprises. L'importance de la mémoire dans notre vie quotidienne a motivé diverses investigations sur ce sujet. L'oubli est également le thème central de nombreuses études, car de nombreuses pathologies sont liées à l'amnésie, qui interfère gravement avec la vie quotidienne.

La raison pour laquelle la mémoire est un sujet si important est qu’une bonne partie de notre identité y réside. D'autre part, bien que l'oubli dans un sens pathologique nous inquiète, la vérité est que notre cerveau a besoin de rejeter des informations inutiles pour faire place à de nouveaux apprentissages et à des événements significatifs. En ce sens, le cerveau est un expert du recyclage de ses ressources.

Les connexions neurales changent avec l'utilisation ou la non-utilisation de celles-ci. Lorsque nous conservons des informations qui ne sont pas utilisées, les connexions neuronales s'affaiblissent jusqu'à ce qu'elles disparaissent. De la même manière que lorsque nous apprenons quelque chose de nouveau, nous créons de nouvelles connexions. Tous ces apprentissages que nous pouvons associer à d'autres connaissances ou événements de la vie seront plus faciles à retenir.

La connaissance de la mémoire s'est accrue à la suite de l'étude de cas de personnes souffrant d'amnésie très spécifique. Plus précisément, ils ont permis de mieux comprendre la mémoire à court terme et la consolidation de la mémoire déclarative. Au lieu de cela, le rappel de la motricité est contrôlé par le cervelet, le cortex moteur primaire et les noyaux gris centraux.

Langage et parole

Le langage est l'une des compétences qui nous différencie des autres animaux. La capacité de communiquer avec une telle précision et le grand nombre de nuances pour exprimer des pensées et des sentiments font du langage notre outil de communication le plus riche et le plus utile. Cette caractéristique unique de notre espèce a conduit de nombreuses recherches à se concentrer sur son étude.

Les réalisations de la culture humaine reposent en partie sur le langage, qui permet une communication précise. La capacité linguistique dépend de l'intégrité de plusieurs zones spécialisées des cortex d'association dans les lobes temporal et frontal. Chez la plupart des gens, les principales fonctions du langage se situent dans l'hémisphère gauche.

L'hémisphère droit s'occuperait du contenu émotionnel du langage. Des lésions spécifiques des régions cérébrales peuvent compromettre les fonctions essentielles du langage et provoquer des aphasies. Les aphasies peuvent avoir des caractéristiques très différentes, rencontrant des difficultés à la fois dans l'articulation, la production ou la compréhension du langage.

Le langage et la pensée ne sont pas soutenus par une seule zone spécifique, mais plutôt par l'association de différentes structures. Notre cerveau fonctionne de manière tellement organisée et complexe que lorsque nous pensons ou parlons, il fait de multiples associations entre les zones. Nos connaissances antérieures influenceront les nouvelles, dans un système de feedback.

De grandes découvertes en neurosciences

Décrire toutes ces études importantes en neurosciences serait une tâche compliquée et très étendue. Les découvertes suivantes ont banni certaines idées précédentes sur le fonctionnement de notre cerveau et ouvert de nouvelles voies de recherche. Voici une sélection de quelques travaux expérimentaux importants parmi les milliers de travaux existants :

Neurogenèse (Eriksson, 1998). Jusqu'en 1998, on pensait que la neurogenèse ne se produisait que pendant le développement du système nerveux et qu'après cette période, les neurones mouraient et aucun nouveau n'était produit. Mais après les découvertes d'Eriksson, il a été constaté que même dans la vieillesse, la neurogenèse existe. Le cerveau est plus plastique et malléable qu'on ne le pensait auparavant.

Les recherches dans le domaine de la neurogenèse montrent que l'action humaine peut intervenir dans la création de nouvelles cellules et il ne faut pas s'abandonner au passage du temps.

Contact dans la parentalité et le développement cognitif et émotionnel (Lupien, 2000). Cette étude a démontré l'importance du contact physique avec le bébé pendant l'allaitement. Les enfants qui ont eu peu de contacts physiques sont plus vulnérables aux déficits des fonctions cognitives qui sont souvent affectées dans la dépression ou dans des situations de stress élevé, telles que l'attention et la mémoire.

Découverte des neurones miroirs (Rizzolatti, 2004). La capacité des nouveau-nés à imiter les gestes a conduit au démarrage de cette étude. Des neurones miroirs ont été découverts. Ces types de neurones démarrent lorsque nous voyons une autre personne effectuer une tâche. Ils facilitent non seulement l'imitation, mais aussi l'empathie et donc les relations sociales.

Réserve cognitive (Petersen, 2009). La découverte de la réserve cognitive a été très pertinente ces dernières années. Cela postule que le cerveau a la capacité de compenser les lésions produites dans le cerveau. De différents facteurs y influencent, tels que les années de scolarité, le travail effectué, les habitudes de lecture ou l'influence des réseaux sociaux. Une réserve cognitive élevée peut compenser les dommages causés par des maladies comme la maladie d'Alzheimer.

L'avenir des neurosciences : “Projet cerveau humain”

Le Human Brain Project est un projet financé par l'Union européenne qui vise à construire une infrastructure basée sur les technologies de l'information et de la communication (TIC). Cette infrastructure veut fournir aux scientifiques du monde entier une base de données dans le domaine des neurosciences. Il développe 6 plateformes basées sur les TIC.

* Neuro-informatique. La neuro-informatique est la combinaison de la recherche en neurosciences et en informatique pour développer et appliquer des outils pour faire progresser la compréhension de la structure et du fonctionnement du cerveau grâce à des approches avancées. Elle fournira des données issues d'études neuro-scientifiques du monde entier.

* Simulation du cerveau. Elle intégrera les informations dans des modèles informatiques unifiés pour effectuer des tests qu'il n'est pas possible d'effectuer sur des personnes.

* Calcul haute performance. Il fournira la technologie de calcul interactif dont les neuro-scientifiques ont besoin pour la modélisation et la simulation des données.

* Calcul neuro-informatique. Il transformera les modèles de cerveau en une nouvelle classe de dispositifs “hardware” en testant leurs applications.

* Neuro-robotique. Il permettra aux chercheurs en neurosciences et dans l'industrie d'expérimenter des robots virtuels contrôlés par des modèles cérébraux développés dans le cadre du projet.

Ce projet a débuté en octobre 2013 et a une durée estimée à 10 ans. Les données qui seront collectées dans cette énorme base de données peuvent faciliter les futurs travaux de recherche. L'avancement des nouvelles technologies permet aux scientifiques d'avoir une compréhension plus approfondie du cerveau, bien que la recherche fondamentale ait encore de nombreux doutes à dissiper dans ce domaine passionnant.

La Neuroscience a fait une percée dans la compréhension du cerveau et de ses relations avec le comportement. Grâce aux neurosciences, il a été possible d'améliorer la qualité de vie de nombreux gens. Cependant, il faut tenir compte du fait que bien que notre comportement et les actions peuvent être soumises à un substrat physique, il ne faut pas oublier notre liberté de choix.

 

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Les Terribles Effets de la Souffrance Infantile sur le Cerveau des Enfants

Les problèmes et les conflits de l'enfance ne sont pas toujours enfouis dans le passé. Beaucoup de ces expériences laissent une marque profonde sur le développement émotionnel des enfants et leurs relations avec leur entourage. Cependant, ce que l'on ne savait pas jusqu'à récemment, c'est que la souffrance infantile peut également affecter le développement cognitif et le volume cérébral des enfants.

La souffrance rétrécit le cerveau des enfants pour toujours

Selon une étude menée par la chercheuse Nuria Mackes, en collaboration avec un groupe de scientifiques de l'Institut de psychiatrie, de psychologie et de neurosciences du King's College de Londres, dont les résultats ont été publiés dans PNAS en janvier 2020, une réduction moyenne du volume total du cerveau est montrée chez les enfants sauvés des orphelinats de la Roumanie du dictateur Ceausescu. Titre original de l'étude : “Early childhood deprivation is associated with alterations in adult brain structure despite subsequent environmental enrichment”.

La recherche a analysé les cerveaux d'enfants orphelins qui ont vécu des années de privation dans une institution publique avant d'être adoptés, et il a été constaté que ces expériences affectaient leur structure cérébrale.

Pour arriver à ces résultats, les chercheurs ont analysé les cerveaux de 67 enfants roumains adoptés au Royaume-Uni qui ont été victimes de privation lors de leur séjour dans des orphelinats roumains et de 21 enfants anglais adoptés au Royaume-Uni qui n'ont pas été soumis à des conditions aussi difficiles pendant leur séjour dans des orphelinats.

Après avoir examiné divers facteurs environnementaux et génétiques, les résultats ont montré que les enfants roumains qui ont vécu des expériences difficiles pendant leur séjour à l'orphelinat avaient des volumes cérébraux nettement inférieurs à ceux des autres enfants, en particulier dans la région frontale et préfrontale. Ils présentaient également des coefficients d'intelligence plus faibles et des symptômes du trouble d'hyperactivité avec déficit de l'attention, probablement liés à une réduction du volume cérébral.

Les résultats de l'étude montrent une réduction moyenne du volume total du cerveau de 8,57% même aujourd'hui, alors que la majorité a dépassé l'âge de 20 ans ou est sur le point de le faire. De plus, les recherches indiquent que le degré de réduction dépend de l'ampleur de la souffrance. Pour chaque mois de plus passé dans ces orphelinats, les enfants adultes ont entre deux et trois centimètres cubes de moins de masse cérébrale. Au-delà du volume cérébral total inférieur, des changements sont également observés dans le volume et l'épaisseur de diverses zones du cerveau. Et même, dès qu'ils ont rejoint leurs nouvelles familles, leurs conditions matérielles, émotionnelles et psychologiques étaient normales.

Pour la chercheuse Mackes, ses nouveaux travaux aident à montrer la base physique de tout cela : la démonstration de ces effets profonds de la privation sur la taille du cerveau et le lien de ces différences avec un QI plus bas et des symptômes plus importants du trouble d'hyperactivité de l'attention (TDAH) offre certaines des preuves les plus cohérentes de la base neuro-biologique des problèmes causés par la souffrance.

Étude ERA – English and Romanian Adoptees

Ces enfants sont un sous-échantillon d'un plus grand qui est étudié depuis qu'ils ont posé le pied sur le sol britannique dans le cadre de l'étude dite ERA. Dans ce suivi, ils ont été revus à leur arrivée, à 4-6 ans, à 11-15 ans et, en 2017, lorsqu'ils avaient entre 22 et 25 ans.

Les résultats de tout ce temps sont rassemblés dans l'article “Trajectoires neuro-développementales et de santé mentale de l'enfant à l'adulte après la privation dans la petite enfance : le suivi des jeunes adultes de l'étude longitudinale des adoptés en anglais et en roumain”, publié dans le journal médical The Lancet de février 2017. Titre original : “Child-to-adult neurodevelopmental and mental health trajectories after early life deprivation: the young adult follow-up of the longitudinal English and Romanian Adoptees study”.

Lors du premier contrôle, les enfants qui étaient dans un orphelinat roumain depuis moins de six mois ne se distinguaient plus des adoptés britanniques. Mais ceux qui avaient passé plus de temps avaient des compétences cognitives et sociales plus faibles. Les différences ont été maintenues dans le prochain contrôle. À l'âge adulte, le retard cognitif a disparu, mais d'autres problèmes sont apparus.

L'auteur principal de l'étude, Edmund Sonuga-Burke, explique que des effets sont observés à la fois dans l'anxiété et la dépression qui n'étaient pas présents dans l'enfance, c'est comme si les jeunes qui avaient d'autres difficultés liées à la privation pendant l’enfance développaient ces problèmes émotionnels et cela semble être lié à des difficultés à trouver un emploi ou à se faire des amis.

Analyse approfondie de l’étude britannique sur l’adoption chinoise (BCAS) : événements et expériences de la vie des adultes après l’adoption internationale

La chercheuse Maggie Grant de l'Université de Stirling (Royaume-Uni) a publié une révision de l'étude BCAS à Elsevier en août 2018. Titre original : “Further analysis of the British Chinese Adoption Study (BCAS): Adult life events and experiences after international adoption”.

Bien qu'il n'y ait pas beaucoup d'expériences comme celle de l'étude ERA, il existe des recherches similaires qui aident à démêler les causes d'un impact si durable de l'adversité. C'est le cas de la British Chinese Adoption Study (BCAS), menée auprès d'une centaine de filles de Hong Kong adoptées dans les années 1960 par des familles britanniques. Les institutions de l'ancienne colonie britannique n'ont pas fait l'horreur des orphelinats roumains et cela a été remarqué : la plupart de celles déjà femmes montrent peu de difficultés aujourd'hui.

Il est fort possible que différents cadres d'orphelinat expliquent, au moins en partie, les différents résultats des participants à l'étude ERA et des femmes dans la recherche BCAS.

Selon la chercheuse, bien que les deux études indiquent un certain rétablissement de l'adversité environnementale précoce, il faut reconnaître que même si les enfants ont eu des expériences positives dans leur famille adoptive, les différences dans leurs premières expériences impliquent que chaque enfant – et en tant qu'adulte – aura ses propres résultats.

Autres effets de la souffrance infantile sur le développement des enfants

Réduction du volume de matière grise corticale préfrontale chez les jeunes adultes exposés à des châtiments corporels sévères

Une recherche menée à l'Université de Harvard et publiée dans Neuroimage en août 2009, visait à déterminer si les châtiments corporels sévères étaient associés à des changements perceptibles dans le volume de matière grise. Titre original : “Reduced prefrontal cortical gray matter volume in young adults exposed to harsh corporal punishment”.

Les châtiments corporels sévères (HCP) pendant l'enfance sont un facteur de stress chronique du développement associé à la dépression, à l'agressivité et aux comportements addictifs. L'exposition à des facteurs de stress traumatiques, tels que les abus sexuels, est associée à une modification de la structure cérébrale, mais on ne sait rien des conséquences neuro-biologiques potentielles des HCP. Le but de cette étude était d'étudier si HCP était associé à des changements perceptibles dans le volume de matière grise en utilisant la morphométrie à base de voxel.

1.455 jeunes âgés de 18 à 25 ans qui avaient subi au moins un châtiment corporel par mois pendant plus de trois ans ont subi un scanner cérébral, et des changements dans le volume de leur matière grise ont également été trouvés.

Fondamentalement, les enfants qui ont reçu plus de châtiments corporels avaient moins de matière grise dans certaines zones du cortex préfrontal, une région liée au contrôle des impulsions et au comportement. Cet effet a également eu un impact sur le développement cognitif et le niveau intellectuel de ces enfants à long terme. En d'autres termes, plus il y a de punitions et de souffrances pendant l'enfance, plus la déficience cognitive est grande pendant l'enfance et l'adolescence.

L'exposition des enfants à des HCP sévères peut avoir des effets néfastes sur les trajectoires de développement cérébral. Cependant, il est également concevable que des différences dans le développement cortical préfrontal peuvent augmenter le risque d'exposition aux HCP.

Châtiments corporels par les mères et développement des capacités cognitives des enfants : une étude longitudinale de deux cohortes d'âge représentatives à l'échelle nationale

Selon une étude d'experts de l'Université du New Hampshire, publiée dans le Journal of Aggression, Maltreatment & Trauma en juillet 2009, il a été révélé que les châtiments corporels dans l'enfance sont étroitement liés au QI. Titre original : “Corporal Punishment by Mothers and Development of Children's Cognitive Ability: A Longitudinal Study of Two Nationally Representative Age Cohorts”. Plus de 1.500 enfants âgés de 2 à 9 ans ont participé à la recherche.  Les résultats ont montré que les enfants dont la mère les punissait physiquement présentaient un retard dans le développement de leurs capacités cognitives, surtout si la punition continuait d'être enfreinte au-delà de 5 ans.

Problèmes de comportement après le stress au début de la vie : contributions de l'hippocampe et de l'amygdale

Dans une étude du neuroscientifique Jamie Hanson, de l'Université de Pittsburgh, publiée par Biol Psychiatry en février 2015, il révèle que le stress au début de la vie peut compromettre le développement, avec des niveaux d'adversité plus élevés liés à des problèmes de comportement.

Le chercheur a passé des années à étudier le lien entre les situations stressantes dans la petite enfance et le développement des psychopathologies à l'adolescence et à l'âge adulte. Il a enquêté sur des enfants abandonnés, des enfants adoptés, des enfants maltraités ou des enfants des rues. Il pense que lorsque le cerveau est particulièrement plastique, l'expérience peut avoir une grande influence. Et la science suggère qu'au début de son développement, le cerveau est plus plastique et malléable.

Le stress au début de la vie – ELS – peut compromettre le développement, avec des niveaux plus élevés d'adversité liés à des problèmes de comportement. Pour comprendre le lien entre le stress et le développement cérébral, deux régions cérébrales impliquées dans le fonctionnement socio-émotionnel ont été examinées : l'amygdale et l'hippocampe. Un traçage manuel rigoureux de l'amygdale et de l'hippocampe a été effectué chez trois échantillons d'enfants souffrant de différentes formes d’ELS – c'est-à-dire, violence physique, négligence précoce ou statut socio-économique bas –. En outre, des mesures cumulatives du stress dans la vie ont également été recueillies sur la base d'entretiens avec les enfants et leurs parents ou tuteurs. Ces mêmes mesures ont également été collectées dans un quatrième échantillon d'enfants de comparaison qui n'avaient souffert d'aucune de ces formes d'ELS.

Des volumes d'amygdale plus petits ont été trouvés pour les enfants exposés à ces différentes formes d’ELS. De plus petits volumes d'hippocampe ont également été observés pour les enfants qui ont subi des violences physiques ou appartenant à de foyers à faible statut socio-économique. De plus petits volumes d'amygdale et d'hippocampe étaient également associés à une plus grande exposition cumulative au stress et à des problèmes de comportement. Les volumes de l'hippocampe ont partiellement médiatisé la relation entre l'ELS et les problèmes de comportement plus importants. Cette étude suggère que l'ELS peut façonner le développement des zones du cerveau impliquées dans le traitement et la régulation des émotions de manière similaire. Les différences dans l'amygdale et l'hippocampe peuvent être une diathèse – prédisposition organique à la maladie – partagée pour des résultats ultérieurs négatifs liés à l'ELS.

Cette série de recherches montre que les enfants qui sont plus exposés aux châtiments corporels et / ou à la souffrance pendant leur enfance ont tendance à avoir un développement cognitif plus lent et un QI plus faible que leurs pairs qui n'ont pas vécu ces expériences.

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La petite enfance est une étape cruciale du développement vital de l'être humain. Tous les fondements d'un apprentissage ultérieur y sont posées, car la croissance et le développement du cerveau, résultant de la synergie entre un code génétique et des expériences d'interaction avec l'environnement, permettront un apprentissage incomparable et le développement de compétences sociales, émotionnelles, cognitives, sensori-perceptifs et motrices, qui seront la base d'une vie.

Les études menées en neurosciences – sciences qui étudient le système nerveux et le cerveau –, en particulier celles liées au processus de développement cérébral, modifient le dialogue sur les soins et l'éducation de la petite enfance, puisque parents, éducateurs, organismes gouvernementaux et les organisations non gouvernementales commencent à comprendre que l'éducation, principalement à ce stade de la vie, joue un rôle presque majeur dans la structuration et la fonctionnalité du système nerveux et du cerveau.

Les premières années de vie sont essentielles pour le développement de l'être humain puisque les premières expériences soulignent l'architecture du cerveau et dessinent les comportements futurs. À ce stade, le cerveau subit des changements phénoménaux : il grandit, se développe et traverse des périodes sensibles pour certains apprentissages, il nécessite donc un environnement avec des expériences significatives, des stimuli multi-sensoriels, des ressources physiques adéquates ; mais, principalement, il a besoin d'un environnement habilité par les soins, la responsabilité et l'affection d'un adulte engagé.

Prendre soin de l'environnement physique, caresses, conversations, jeux, affection et chants sont d'autres éléments présents dans la relation entre parents, éducateurs et enfants dès la naissance. Les relations interpersonnelles sont l'axe central du développement de l'enfant, puisque les enfants apprennent des compétences émotionnelles, sociales et cognitives des adultes et s'adaptent à l'environnement. Plus l'adulte a de connaissances sur le processus de développement cérébral du nourrisson, plus la probabilité d'agir favorablement pour la petite enfance est élevée. 

Des études internationales révèlent qu'un quart de tous les adultes déclarent avoir subi des sévices physiques sur des enfants et 1 femme sur 5 et 1 homme sur 13 déclarent avoir subi des sévices sexuels dans l'enfance. En outre, de nombreux enfants sont victimes de maltraitance psychologique – également appelée maltraitance émotionelle – et de négligence.

Selon l'OMS, on estime que 41.000 enfants de moins de 15 ans meurent chaque année d'homicide. Ce chiffre sous-estime la véritable ampleur du problème, car une proportion importante des décès dus à la maltraitance des enfants est attribuée à tort à des chutes, des brûlures, des noyades et d'autres causes. Dans les situations de conflit armé et parmi les réfugiés, les filles sont particulièrement vulnérables à la violence, à l'exploitation et aux abus sexuels de la part des combattants, des forces de sécurité, des membres de leur communauté, des travailleurs humanitaires et autres.

Cadre d'action et Déclaration de Dakar (2000) sur l'éducation pour tous

Ces dernières années, plusieurs institutions et pays du monde entier ont souligné l'importance de la protection et de l'éducation de la petite enfance pour parvenir au développement durable de nos sociétés.

Dans le cadre de cette convention collective mondiale, 6 objectifs fondamentaux ont été fixés

1) Étendre et améliorer la protection et l'éducation de la petite enfance, en particulier pour les enfants les plus vulnérables et défavorisés.

2) Veiller à ce que d'ici à 2015 tous les enfants, en particulier les filles et les garçons en situation difficile et ceux appartenant à des minorités ethniques, aient accès à et achèvent un enseignement primaire gratuit et obligatoire de bonne qualité.

3) Veiller à ce que les besoins d'apprentissage de tous les jeunes et adultes soient satisfaits grâce à un accès équitable à des programmes d'apprentissage et de compétences de vie appropriés.

4) Augmenter d'ici à 2015 le nombre d'adultes alphabétisés de 50%, en particulier dans le cas des femmes, et offrir à tous les adultes un accès équitable à l'éducation de base et à l'apprentissage tout au long de la vie.

5) Éliminer les disparités entre les sexes dans l'enseignement primaire et secondaire d'ici à 2005 et parvenir à l'égalité des sexes dans l'éducation d'ici à 2015, notamment en garantissant aux filles un accès complet et équitable à l'éducation de base bonne qualité ainsi que de bonnes performances.

6) Améliorer tous les aspects qualitatifs de l'éducation, en garantissant les normes les plus élevées, pour atteindre des résultats d'apprentissage reconnus et mesurables, en particulier en lecture, écriture, calcul et compétences pratiques essentielles.

Concernant le premier objectif, il est apparu nécessaire d'élaborer des politiques permettant à tous les enfants d'avoir accès à des programmes de soins et d'éducation de qualité, dans un cadre d'égalité des chances et de développement humain. Cet objectif, à son tour, s'inscrit dans le cadre des droits de l'enfant, établis dans la Convention des Nations Unies relative aux droits de l'enfant.

Voir aussi…

Des répercusssions de la  maltraitance sur le cerveau de l'enfant

Paralysie cérébrale infantile – 2

Trouble de déficit d'attention avec ou sans hyperactivité chez l'enfant

Dépression chez l'enfant

La maltraitance et la violence familiale affectent le cerveau de l'enfant

L'isolement social chez l'enfant cause des déficiences cognitives et de comportement

Anxiété et stress chez l'enfant

La malnutrition affecte le développement neurologique et intellectuel chez l'enfant

Développement du cerveau basé sur l'expérience précoce et son effet sur la santé, l'apprentissage et le comportement