Développement du cerveau de l'enfance à l'adolescence Flashcards
Cours 7
Nommez les défis de l’étude du développement postnatal.
✓Peu de spécimens de jeunes cerveaux post-mortem
✓Difficultés quant à l’utilisation de l’imagerie
* Mouvement
* Bruit
* Éthique
* Couplage neurovasculaire immature (i.e. signaux différents, plus faibles)
* Images de qualité moindre (i.e. contrastes moins clairs, plus petits)
* Atlas (= cerveau moyen; moins développé pour les cerveaux d’enfants)
Quelles sont les solutions pour l’étude du développement postnatal?
IRM structurelle & rs-fMRI : faire l’examen lors du sommeil (avec coquilles)
*resting state possible en dormant
Mock scanner (i.e. permet de faire de la sensibilisation; simulation des bruits de l’IRMf)
Vrai ou faux : Le cerveau pèse 15% de son poids total à la naissance.
Vrai.
Il double de grosseur durant la
1ère année de vie, et augmente
de 15% durant la 2ème
Vrai ou faux: Le volume cérébral total atteint son maximum autour de la puberté.
Vrai.
Le volume cérébral total atteint
son maximum à 10.5 ans chez les
filles et 14.5 ans chez les garçons
C’est quoi la différence entre la neurogénèse et la synaptogénèse?
Neurogénèse: création et prolifération des neurones
Synaptogénèse: synapses et communication entre les neurones
Y a-t-il de la neurogénèse en postnatal?
Oui. Neurogenèse postnatal (notamment dans l’hippocampe).
Donc se poursuit en post-natale: 2 zones présences de neuroblastes (donc veut dire qu’il y a encore prolifération).
*Zones sous-ventriculaires
*Zone sous-granulaire : Gyrus denté de l’hippocampe
Y a-t-il de la gliogénèse en postnatal?
Atteint son pic à la naissance et se poursuit à différents degrés selon le type de cellules :
* Microglie : sa prolifération culmine à 2 semaines de vie et termine après le
1er mois de vie
* Oligodendrocyte (myéline) et Astrocyte : culmine avant la naissance et se poursuit
jusqu’à l’âge adulte
Synaptogénèse: expliquez la formation des synapses.
Les neurones sont tous présents dans le cerveau à la naissance, mais l’établissement des connexions synaptiques se poursuit bien après!
- Lorsque le cône de croissance entre en contact avec sa cible, cela va induire l’activation des récepteurs du neurone postsynaptique
- Une transmission synaptique rudimentaire apparaît
- Premiers contacts synaptiques au cours du 5ème mois de gestation
- Développement synaptique majeur au cours du 7ème mois de gestation
Vrai ou faux : à la naissance, nous avons beaucoup moins de synapses qu’un cerveau adulte.
Faux.
✓À la naissance, nous avons environ le même nombre de synapses qu’un
cerveau adulte.
✓Dans les mois & années suivant la naissance, il y a une surproduction de
synapses
Expliquez le développement synaptique.
✓Dans les mois & années suivant la naissance, il y a une surproduction de
synapses
✓Le nombre de synapses atteindrait toutefois rapidement un plateau entre
l’enfance et la puberté, pour ensuite diminuer
Synapses plus comme une courbe en U inversé :)
Selon les études histologiques, la synaptogénèse se développe plus longtemps dans quel cortex?
La densité synaptique augmente dès la naissance dans les cx auditif primaire, visuel primaire et préfrontal.
*La Synaptogénèse se développe plus longtemps dans le cx préfrontal.
La densité des épines dendritiques de quelle région augmente drastiquement pendant l’enfance, puis décline jusqu’à la 3e décennie ?
La densité des épines dendritiques du DLPFC* augmente drastiquement pendant l’enfance puis décline jusqu’à la 3ème décénnie.
*cortex préfrontal dorsolatéral
Expliquez le développement de matière grise corticale 0-2 ans.
✓Augmentation très rapide et dynamique dès la naissance
✓ Volume de MG corticale augmente de 108-149% dans la 1ère année de vie
✓ Puis de 14-19% dans la 2ème
Croissance la plus rapide dans:
* Insula
* Gyrus frontal inférieur & supérieur, cortex cingulaire médian
* Gyrus temporal inférieur, pôle temporal, gyrus fusiforme
* Gyrus angulaire
* Lobe occipital
Expliquez le développement de matière grise corticale 2 ans et +.
✓Après 2 ans, l’augmentation absolue du volume de MG est minimale
✓ Atteint rapidement un plateau puis diminue lors de la seconde
décennie de vie
✓ Se stabilise lors de la 3ème décennie
Expliquez le développement de matière grise sous-corticale.
✓ Courbes non linéaires similaires au volume cortical
Pendant la 1ère année
* Volume de toutes les régions sous corticales augmentent à un taux similaire entre 104 et 107%
*Sauf l’hippocampe qui croît de 82-85% seulement
Pendant la 2ème année
* Le taux de croissance le + élevé est dans l’hippocampe et le pallidum
Qu’est-ce que l’élagage synaptique?
Élagage = réorganisation de l’arborisation dendritique et axonale
➛ Élimination sélective d’axones, de collatérales ou de terminaisons axonales, et d’épines dendritiques
➛ Processus dépendant de l’expérience*
*Nature vs nurture
Neurogénèse primaire (processus génétiquement contrôlé) vs synaptogénène (déterminé génétiquement + environnement)
Surproduction aléatoirement, donc ménage dépend de l’expérience de l’individu (i.e. ce que l’enfant fait comme action, expérience sensorimotrice, qu’elles synapeses sont utilisées)
Seules les synapses utilisées seront conservées
Qu’est-ce que l’apoptose
Mort cellulaire préprogrammée
✓ Permet de réguler la surproduction
cellulaire dans la neurogénèse
prénatale
➛ À distinguer de :
L’élagage (le neurone reste là et ménage dans les connexions).
Nécrose (mort cellulaire due à une pathologie, toxine, traumatisme etc.) *imprévu, pas programmé
Décrivez les deux mécanismes de l’élagage synaptique.
MÉCANISMES:
Potentialisation à long terme (LTP): Les neurones pré et post-synaptiques déchargent simultanément, ce qui crée une relation privilégiée entre eux et mène à la formation de circuits préférentiels.
Dépression à long terme (LTD): Les décharges ne sont pas synchronisées, ce qui réduit l’efficacité de la synapse et peut conduire à la déconnexion.
Maturation phylogénétiquement déterminée: quelles structures subiraient les plus importantes surproductions de synapses et périodes d’élagage?
Le cortex préfrontal latéral et le gyrus temporal supérieur subiraient les plus importantes surproductions de synapses et périodes d’élagage
→ Émergence tardive de ces régions au cours de l’évolution
Comment se fait la perte de matière grise (i.e. commence ou et vas dans quelles régions)?
- Cortex pariétal dorsal (aires sensorielles primaires)
- S’étend de façon antérieure vers cortex frontal
- S’étend de façon postérieure vers le reste du cortex pariétal et vers le cortex occipital
- Termine avec le cortex temporal
Conclusions principales su la perte de MG : la maturation (élagage) des (1) régions associatives de haut niveau et des (2) aires phylogénétiquement plus anciennes survient à quel moment ?
→La maturation (élagage) des régions associatives de haut niveau survient principalement APRÈS les régions primaires (aires somatosensorielles et visuelles)
→La maturation des aires phylogénétiquement plus anciennes
survient AVANT les régions plus nouvelles
Quel est le rôle de la myéline?
Rôle de la myéline : vitesse de conduction axonale, contribue à l’intégrité de l’axone et à la survie du neurone
Quand débute la myélinisation?
La myélinisation débute vers la 24ème semaine de grossesse et se poursuit
jusqu’à environ 30-40 ans
Décrivez la séquence de myélinisation que les études histologiques ont permis de révéler.
Ces études ont permis de révéler une séquence de myélinisation globalement caudo-rostrale, et du centre vers la périphérie :
→Les voies proximales sont myélinisées plus tôt et plus vite que les voies distales;
→Les voies sensorielles sont myélinisées avant les voies motrices;
→Les fibres de projection primaires sont myélinisées avant les fibres associatives;
→Le régions centrales du télencéphale sont myélinisées avant les pôles;
→Les pôles occipitaux sont myélinisés avant les pôles frontotemporaux.
Expliquez la croissance de la matière blanche (vs MG).
Les données globales montrent une croissance lente et linéaire se poursuivant
jusqu’à l’âge adulte.
MG: U inversé (non-linéaire)
MB: croissance lente et continue (linéaire)
Matière blanche : Expliquez la notion de vagues de développement par régions.
Pré-puberté : régions sensorimotrices
Post-puberté : régions associatives, plus latéralisées à droite, spécialisées dans la sémantique et la cognition sociale
Qu’est-ce que les études d’imagerie de diffusion (IRM) montrent par rapport au FA (fractional anisotropy) et au MD (mean diffusivity) au cours de l’enfance et de l’adolescence?
Ces études montrent une AUGMENTATION de FA (fractional anisotropy) et une DIMINUTION de MD (mean diffusivity) au cours de l’enfance et de l’adolescence.
Quelles projections présentent le
développement le + prolongé (MB)?
Les projections fronto-temporales présentent le développement le + prolongé
Expliquez la connectivité structurelle.
Connectivité structurelle de + en + forte, efficace, organisée
Efficacité: cortex cingulaire postérieur augmente, alors que gyrus de Heschl’s diminue
Plus d’intégration, moins de ségrégation
Quelles régions montrent (1) la baisse et (2) la hausse la plus importante de connectivité?
(1) Baisse la + importante =
connections sous-cortico-sous-corticales
(2) Hausse la + importante = connections fronto-sous-corticales
Expliquez ce qui caractérise l’adolescence tardive au niveau de la connectivité structurelle?
L’adolescence tardive serait caractérisée par un pattern de développement sélectif, mais anatomiquement distribué des connections cérébrales, impliquant davantage les régions “carrefours” (hub).
Durant les 1ères années de vie, à quoi ressemble la connectivité fonctionnelle des (1) réseaux sensori-moteurs, auditifs et visuels, (2) réseau par défaut, DAN et saillance et (3) réseaux exécutifs (FPN, cingulo-operculaire) ?
- Réseaux sensorimoteur, auditif, et visuels : présents à la naissance, topographie déjà similaire aux adultes
- Réseau par défaut, DAN et saillance : non synchronisés à la naissance, mais topographie similaire aux adultes à 2 ans
- Réseaux exécutifs (FPN, cingulo-operculaire) : encore immatures à 2 ans, topographie non similaire aux adultes
Pour chaque tranche d’âge, quel est (1) le temps de fixation, (2) la composante attentionnelle et (3) le système cérébral impliqué.
- Naissance à 8-10 semaines
- 10 semaines à 5-6 mois
- 7 mois et plus
Naissance à 8-10 semaines
- Temps de fixation: augmentation rapide
- Composante attentionnelle: alerte
- Système cérébral:
Colliculus supérieur
Thalamus
10 semaines à 5-6 mois
- Temps de fixation: diminution
- Composante attentionnelle: orientation
- Système cérébral:
Aires pariétales postérieures
Frontal eye-fields
7 mois et plus
- Temps de fixation: augmentation lente
- Composante attentionnelle: contrôle attentionnel
- Système cérébral:
Aires antérieures (préfrontales,
CCA)
Vrai ou faux : Le balayage visuel s’améliore rapidement pendant la 1ère année de vie.
Vrai.
S’interprète aussi comme une augmentation / amélioration de la vigilance :)
Décrivez les trajectoires développementales pour chaque réseau
attentionnel: alerte, orientation et contrôle attentionnel.
Alerte: Dév. complété au début de l’enfance (se stabilise entre 8 et 12 ans)
Orientation: Dév. complété entre 10 et 12 ans
Contrôle attentionnel: Dév. se poursuit pendant adolescence
Vrai ou faux : il y a une augmentation significative du potentiel mnésique 1 à 3 ans, mais demeure rudimentaire
Vrai
La conscience autonoétique se développe vers quel âge?
Vers 4-5 ans, les enfants commencent à avoir une conscience autonoétique
À partir de quel moment le rappel à long terme devient de + en + stable et prolongé dans le temps.
Rappel à long terme devient donc de + en + stable et prolongé dans le temps au cours de la 2ème année de vie
➢ Lien avec la maturation du gyrus denté
Comment s’effectue l’organisation / regroupement par catégories sémantiques à (1) l’âge préscolaire, (2) au début du primaire et (3) à la fin du primaire?
- Préscolaire: peu ou pas de stratégies utilisées, même avec instructions explicites
- Début primaire: n’utilisent pas spontanément de stratégies, mais peuvent le faire avec instructions explicites
- Fin primaire: commencent à utiliser des stratégies spontanément
Mémoire de travail: à partir de quel âge l’empan verbal (boucle phonologique) atteint celui du niveau adulte?
Empan verbal (boucle phonologique)
* 2 ans : ≈ 2 items
* 4 ans : ≈ 3 ou 4 items
* 7 ans : ≈ 5 items
* 15 ans: niveau adulte (6-7 items)
Les adolescents font une meilleure utilisation de l’administrateur central grâce à la maturation de quelle région?
Avec la maturation du PFC à l’adolescence, meilleure utilisation de l’administrateur central (double-traitement, stratégies, contrôle)
Stabilité des performances à 13-15 ans pour le maintien
Amélioration des performances jusqu’à 16-17 ans pour la manipulation
À quel âge ont lieu les 2 grand “boom” de développement des Fonctions exécutives ?
✓ À l’âge préscolaire, développement marqué du contrôle inhibiteur et de la flexibilité, surtout entre 3 et 5 ans
✓ Développement supplémentaire de toutes les composantes entre 5 et 11 ans
* Inhibition se montrerait plus stable ensuite
* Flexibilité continuerait à s’améliorer durant l’adolescence
Ensuite, raffinement des processus et développement supplémentaires des fonctions de plus haut niveau
Vers quel âge les enfants réussissent le A not B task ?
À 12 mois, réussissent la A not B task: Flexibilité, adaptation des comportements (vs. erreurs de persévération)
Premiers signes de développement des fonctions exécutives vers quel âge?
Premiers signes de développement vers 8-9 mois: réussite de la Detour reaching box
- Maintien du but, planification et inhibition
Fonctions exécutives : vers quel âge observe-t-on un développement marqué du contrôle inhibiteur?
3 à 5 ans: développement marqué du contrôle inhibiteur
Vrai ou faux : les Habiletés métacognitives augmentent à l’adolescence et ne changent pas à l’âge adulte.
Vrai.
Aussi, effet indépendant de la performance, i.e. que la performance elle-même ne corrèle pas avec l’âge.
Qu’est-ce que la métacognition?
Habileté à réfléchir sur nos propres pensées et comportements, synonyme d’introspection
*Lien étroit avec mentalisation, prise de décision et résolution de problèmes
Dans une tâches d’attribution d’intentions, de croyances et d’émotions, compréhension d’ironie/sarcasme, quelles régions sont activées chez les adolescents vs les adultes?
Ado = Adultes dans les performances
Plus grande activation du cortex préfrontal dorsomédian chez les adolescents p/r aux adultes
Adultes = activation plus forte dans le sulcus temporal supérieur postérieur
*Transfert antérieur vers postérieur de l’activation des régions associées à la mentalisation avec l’âge.
Contrôle cognitif: Quelle différence observe-t-on à l’IRMf lorsqu’on compare l’activation cérébrale des adolescents et des adultes ?
Pour une même performance, l’IRMf nous permet de constater que l’activation cérébrale des adolescents ressemble à celle d’un adulte faisant une tâche plus difficile.
Quelles sont les 2 hypothèses pouvant expliquer la différence d’activation cérébrale entre les adolescents et les adultes?
- Reflet des changements structurels ayant lieu à l’adolescence:
Excès de synapses p/r aux adultes -> “bruit” dans les connexions -> transmission moins efficace de l’information
Les adolescents auraient donc besoin de recruter davantage de ressources pour
accomplir la même tâche que les adultes, d’où l’activation plus diffuse.
- Changement de stratégies cognitives: Automatisation* des processus cognitifs plus complexes avec l’âge, reposant
davantage sur les régions postérieures du cerveau
*Les ados utilisent de nouvelles stratégies
