Un aperçu sans précédent du cerveau humain alors qu’il quitte l’utérus et entre dans le monde extérieur a révélé une poussée de croissance explosive.
Au cours des premiers mois de la vie d’un nouveau-né, les scanners cérébraux suggèrent qu’un afflux soudain d’informations sensorielles déclenche la formation de milliards de nouvelles connexions neuronales qui n’existaient pas dans l’utérus.
Des études antérieures ont analysé fœtus et nouveau-nés séparément, mais cette nouvelle étude a examiné le cerveau de 140 individus des deux côtés de la transition de naissance. L’ensemble de données comprend 126 examens prénatals, commençant environ 6 mois après la conception, et 58 examens postnatals, effectués environ trois mois après la naissance.
« Grâce à cet ensemble de données longitudinales unique en son genre, nous avons maintenant, pour la première fois, l’opportunité d’étudier les changements cérébraux au cours de la naissance », a déclaré à ScienceAlert le neuroscientifique Lanxin Ji de l’Université de New York (NYU).
« Étonnamment, il existe encore une lacune majeure dans notre compréhension de la manière dont le cerveau humain évolue au cours de cette phase cruciale du développement. »
La chercheuse principale Moriah Thomason de NYU est un leader mondial en matière de recherche fœtale. IRM recherche, et elle scanne le cerveau des mères et de leurs enfants depuis des années maintenant. Les études d’IRM fœtale sont sujettes à des distorsions et à des pertes de signal, et comme les chercheurs mesurent les niveaux d’oxygène dans le sang dans le cerveau, il se peut que cela ne donne pas une image parfaite de tous les neurones communicants présents.
Cela dit, il s’agit de la première étude de grande envergure examinant comment le repos IRM fonctionnelleMon activité peut changer au cours de la transition de la naissance.
« Nos résultats suggèrent que la naissance n’est pas simplement une continuation de la croissance cérébrale prénatale, mais une étape distincte et transformatrice qui influe sur les futurs résultats cognitifs et comportementaux », a expliqué Ji.
La connectivité fonctionnelle change après la conception. Chez les 140 personnes étudiées, la naissance a eu lieu en moyenne 38,5 semaines après la conception. (Ji et coll., Biologie PLOS2024)
Dans les semaines qui suivent la naissance, les modèles montrent une augmentation des connexions neuronales suggérant que le cerveau tente désespérément de traiter et d’intégrer de nouveaux types d’informations.
Mais toutes les régions ne sont pas touchées de la même manière. Après avoir quitté l’utérus, certains réseaux cérébraux s’épanouissent avec une complexité particulière, créant de nombreuses nouvelles connexions neuronales.
C’est particulièrement vrai dans régions sous-corticales primitivesqui font partie d’un pôle central impliqué dans les fonctions vitales de base telles que le contrôle moteur, la respiration, le clignement des yeux, le tressaillement et la digestion.
Certaines parties du lobe frontal présentent également des poussées de croissance spectaculaires après la naissance, tout comme plusieurs ponts neuronaux reliant les régions de chaque côté du cerveaucomme les régions sensorimotrices bilatérales, qui intègrent des informations sensorielles pour informer commande moteur.
Les nouvelles découvertes soutiennent l’hypothèse selon laquelle dans l’utérus, le cerveau humain possède des réseaux neuronaux de base, qui s’occupent de questions « locales ». Cependant, dès leur naissance, ces affaires locales deviennent « mondiales », communiquant avec des réseaux plus éloignés que jamais.
Après cette poussée initiale de croissance, le cerveau du nouveau-né subit progressivement une réorganisation, pour élaguer les voies inefficaces entre les réseaux et en renforcer les autres. Le résultat est un changement massif dans comment le cerveau est câblé.
La naissance est l’un des événements les plus importants de la vie humaine et, à mesure que les progrès de la neuroimagerie se poursuivent, les scientifiques se rapprochent de l’observation de ce moment dans un organe des plus cruciaux.
« Ce travail jette les bases de travaux futurs concernant le calendrier de maturation des réseaux fonctionnels cérébraux couvrant la période périnatale », a déclaré Ji à ScienceAlert.
« En prolongeant ce travail, on peut imaginer d’autres études examinant comment des facteurs tels que le sexe, la prématurité et l’adversité prénatale interagissent avec le calendrier et les schémas de croissance du développement du réseau cérébral des enfants. »
L’étude a été publiée dans Biologie PLOS.