Preuve neuve d'une période critique de neuroplasticité dans le lobe frontal pendant l'adolescence

Preuve neuve d'une période critique de neuroplasticité dans le lobe frontal pendant l'adolescence

Dans un article publié dans Progress in Neurobiology, des neuroscientifiques de la faculté de médecine de l'Université de Pittsburgh ont décrit de nouvelles preuves convaincantes d'une période critique de neuroplasticité dans la région frontale du cerveau pendant l'adolescence, une période où surviennent des maladies mentales graves telles que la dépression et la schizophrénie et où les comportements à risque culminent.

En utilisant plus de deux fois la résolution d'une imagerie par résonance magnétique typique, les chercheurs ont découvert des changements liés à l'âge dans l'équilibre relatif des neurotransmetteurs inhibiteurs et excitateurs dans le cortex préfrontal – une zone du cerveau responsable de la cognition, de la prise de décision, de la mémoire à court terme et de la modération du comportement social. L'étude élargit la compréhension des scientifiques sur la neuroplasticité critique chez la petite enfance en fournissant la première preuve de plasticité dans le cortex frontal à l'adolescence.

Le cortex préfrontal est généralement décrit comme le « leader du cerveau ». Au lieu de jouer d’un instrument spécifique, il coordonne plusieurs instruments et régions du cerveau pour déterminer des fonctions complexes telles que la perception ou le contrôle des émotions.

Beatriz Luna, Ph.D., auteur principal, professeur de psychiatrie à Pitt

"Cet article fournit des preuves biologiques de ce que nous soupçonnions tous sur le comportement des adolescents", a ajouté Luna. « L’adolescence est la période où la cognition se spécialise dans le soutien à la transition vers l’âge adulte et dans la détermination de trajectoires de développement cérébral tout au long de la vie qui peuvent dérailler, par exemple, en cas de maladie mentale. »

L’adolescence est une étape unique du développement qui déconcerte les chercheurs et les parents depuis des générations. Cette période de croissance et de développement, caractérisée par une recherche accrue de sensations, adaptative pour acquérir de nouvelles expériences nécessaires à la spécialisation cérébrale à l'âge adulte, commence avec le début de la puberté et se stabilise généralement lorsque la personne atteint l'âge de 18 ans ou un peu plus.

La plasticité cérébrale au cours de la période critique est déclenchée par une fonction excitatrice plus importante que la fonction inhibitrice, signalant que les systèmes neuronaux doivent se réorganiser pour retrouver l'équilibre.

Dans le cadre de l’étude, les scientifiques ont examiné les niveaux de deux substances chimiques cérébrales – le glutamate et l’acide gamma-aminobutyrique, ou GABA – dans le cortex frontal. Le glutamate et le GABA sont tous deux abondants dans le cerveau. Les neurones utilisent le glutamate pour envoyer des signaux d’activation ou d’excitation à travers leurs pousses, tandis que le GABA est utilisé pour les amortir et inhiber l’activation cérébrale. Cet équilibre entre excitation et inhibition est crucial pour le cerveau et pour les objectifs du développement cérébral.

Contrairement aux études précédentes qui utilisaient des techniques d'imagerie cérébrale moins sensibles et examinaient uniquement les niveaux de glutamate ou de GABA, l'étude de Luna et de son groupe examine l'équilibre entre ces deux neurotransmetteurs en mesurant leurs niveaux avec un degré de précision plus élevé.

En utilisant une imagerie cérébrale en direct et à haute résolution chez 144 participants adolescents et adultes, les chercheurs ont découvert que l'équilibre entre le glutamate excitateur et le GABA inhibiteur augmentait à l'âge adulte. Cette augmentation était principalement due à une diminution significative des niveaux de glutamate, qui se rapprochaient des niveaux de GABA avec l'âge.

Ensemble, les résultats éclairent la plasticité de la période critique dans le cortex frontal du cerveau et soulignent qu'au cours de l'adolescence, la formation dynamique de la région cérébrale qui soutient la cognition et le contrôle cognitif a des implications importantes sur la façon dont nous comprenons les mécanismes biologiques de la recherche accrue de sensations et d'autres comportements adaptatifs qui soutiennent les voies cérébrales adultes. Élargir la compréhension des changements chimiques dans le cerveau et définir les mécanismes biologiques normatifs de la plasticité cérébrale est essentiel au développement de thérapies ciblant les troubles mentaux.

"Il est important d'examiner les changements fondamentaux dans le cerveau qui conduisent à la transition de l'adolescence à l'âge adulte", a déclaré l'auteur principal Maria Perica, stagiaire de recherche en psychologie clinique à Pitt. "Une connaissance incomplète du développement normatif du cerveau limite notre compréhension de ce qui détermine certains des changements que nous observons cliniquement."

Les autres auteurs de cette étude incluent Finnegan Calabro, Ph.D., Bart Larsen, Ph.D., Will Foran, Ph.D., Victor Yushmanov, Ph.D. et Chan-Hong Moon, Ph.D., tous de Pitt ; Hoby Hetherington, Ph.D., de l'Université du Missouri ; et Brenden Tervo-Clemmens, Ph.D., du Massachusetts General Hospital et de la Harvard Medical School.

Cette recherche a été financée par les National Institutes of Health (Grant MH067924) et la Staunton Farm Foundation.

Source:

Université de Pittsburgh

Référence:

Perica, MI, et coll. (2022) Le développement du GABA frontal et du glutamate soutient l’équilibre excitation/inhibition de l’adolescence à l’âge adulte. Avancées en neurobiologie. doi.org/10.1016/j.pneurobio.2022.102370.

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