Une nouvelle étude par balayage du King’s College de Londres portant sur 390 bébés a montré des tendances claires entre les bébés nés à terme et prématurés en termes d’activité momentanée et de connectivité des réseaux cérébraux.
Avec le soutien de Wellcome et du Maudsley Biomedical Research Centre de l’Institut national de recherche sur la santé et les soins (NIHR), il s’agit de la première étude à analyser comment la communication entre les zones cérébrales change d’un instant à l’autre au cours des premières semaines de la vie.
L’étude, publiée dans Nature Communications, a également révélé que ces modèles dynamiques de connectivité cérébrale chez les bébés étaient liés à des mesures de développement du mouvement, du langage, de la cognition et du comportement social 18 mois plus tard.
Co-auteur principal, Dr. Dafnis Batallé, maître de conférences en sciences du neurodéveloppement à l’Institut de psychiatrie, psychologie et neurosciences (IoPPN) du King’s College de Londres, a déclaré :
« Bien que nous connaissions l’influence de la connectivité cérébrale sur le développement, nous en savons peu sur les modèles de connectivité fonctionnelle dynamique au début de la vie et sur leur lien avec la maturité de notre cerveau. En analysant les scintigraphies cérébrales de 390 bébés, nous avons commencé à identifier différents états de connectivité transitoires qui pourraient potentiellement faire la lumière sur la façon dont le cerveau se développe à cet âge et à quels comportements et fonctions ces modèles sont associés à mesure que le bébé grandit.
On prend de plus en plus conscience du fait que des troubles tels que le TDAH, l’autisme et la schizophrénie trouvent leur origine au début de la vie et que le développement de ces troubles peut être lié à la connectivité cérébrale du nouveau-né et à ses fluctuations au fil du temps.
Les chercheurs ont utilisé des techniques de pointe pour évaluer les données d’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) de 324 bébés nés à terme et de 66 bébés prématurés (nés à moins de 37 semaines de gestation). Ils ont examiné comment la connectivité changeait d’un instant à l’autre pendant que le bébé était dans le scanner pour fournir une image dynamique. Les études précédentes sur les bébés ont toujours utilisé une mesure de connectivité moyennée sur le temps passé dans le scanner.
Dr. Lucas França, auteur principal et professeur adjoint d’informatique et de sciences de l’information à l’Université de Northumbria. dit:
« Ces découvertes sont le résultat d’une adaptation minutieuse des méthodes informatiques et physiques spécifiquement utilisées pour découvrir les subtilités du cerveau humain chez les nouveau-nés. Lorsque ces méthodes sont combinées à des techniques avancées pour obtenir des données sans précédent telles que celles issues du développement du projet Human Connectome, nous avons une opportunité unique d’approfondir notre compréhension du domaine largement inconnu de la dynamique cérébrale au début de la vie.
L’étude a utilisé des méthodes qui exploitent les fluctuations de la connectivité cérébrale : une qui prend en compte les modèles de connectivité dans tout le cerveau et une autre qui prend en compte les modèles au sein de différentes régions du cerveau.
L’étude a identifié six états cérébraux différents : dont trois s’étendaient sur l’ensemble du cerveau et trois étaient limités à des régions du cerveau (régions occipitales, sensorimotrices et frontales). En comparant les bébés nés à terme et prématurés, les chercheurs ont montré que différents modèles de connectivité sont associés à la naissance prématurée. Par exemple, les bébés prématurés passaient plus de temps dans les stades cérébraux frontaux et occipitaux que les bébés nés à terme. Ils ont également montré que la dynamique de l’état du cerveau à la naissance est liée à toute une série de résultats développementaux au cours de la petite enfance.
L’auteur principal commun, le professeur Grainne McAlonan, directeur par intérim du NIHR Maudsley BRC et professeur de neurosciences translationnelles à l’IoPPN, King’s College de Londres, a déclaré :
« Cela représente une véritable avancée dans l’utilisation des techniques d’imagerie pour étudier comment l’activité cérébrale change continuellement au cours de la petite enfance et comment cela fournit une plate-forme pour soutenir les étapes de développement ultérieures de l’enfance. La différence entre les bébés nés à terme et prématurés indique ce temps.” “Le temps passé dans ou hors de l’utérus façonne le développement du cerveau. Nous devons maintenant découvrir s’il est possible d’utiliser ces informations pour identifier et aider ceux qui ont besoin d’un soutien supplémentaire.
Les données proviennent du Developing Human Connectome Project (dHCP), dirigé par le King’s College de Londres et financé par le Conseil européen de la recherche. Il fournit des images cérébrales par résonance magnétique haute résolution de bébés à naître et de nouveau-nés aux scientifiques du monde entier afin de soutenir un grand nombre de projets de recherche de pointe sur le développement du cerveau et les troubles de santé cérébrale ou mentale.
Le professeur David Edwards, chercheur principal du dHCP et chef du département d’imagerie et de santé périnatales du King’s College de Londres, a déclaré : « Cette étude démontre la puissance de la grande quantité de données générées par le projet Developing Human Connectome, un programme scientifique ouvert. financé par a été collecté par le Conseil européen de la recherche et dirigé par le King’s College de Londres en collaboration avec l’Imperial College de Londres et l’Université d’Oxford. Les données sont librement accessibles aux chercheurs qui souhaitent étudier le développement du cerveau humain.