Le cerveau des filles se réorganise plus tôt, peut expliquer leur maturité plus rapide

Au fur et à mesure que nous vieillissons, nos cerveaux se réorganisent, élaguant et rationalisant les liaisons de fibres nerveuses afin de réduire la connectivité globale du réseau tout en préservant de manière sélective les connexions longue distance indispensables à l'intégration de l'information.

Maintenant, une équipe dirigée par l'université de Newcastle au Royaume-Uni a constaté que cette rationalisation du cerveau commence plus tôt chez les filles, suggérant qu'elle pourrait expliquer leur maturité avant l'âge de l'adolescence chez les garçons.

Les chercheurs suggèrent également que cette réduction progressive et sélective des connexions pourrait être la raison pour laquelle la fonction cérébrale ne se dégrade pas - elle s'améliore même - lors de l'élagage du réseau.

Un des leaders de l'étude, le Dr Marcus Kaiser, lecteur de Neuroinformatics à Newcastle, déclare:

"Les connexions longue distance sont difficiles à établir et à entretenir, mais elles sont cruciales pour un traitement rapide et efficace."

Les connexions longue distance apportent de nouvelles informations

Pour expliquer la valeur de la connexion à longue distance, le Dr Kaiser utilise l’idée des réseaux sociaux:

"Si vous pensez à un réseau social, les amis proches pourraient vous donner des informations très similaires - vous pourriez entendre les mêmes nouvelles de personnes différentes. Les personnes de différentes villes ou pays sont plus susceptibles de vous donner de nouvelles informations."

"De la même manière, certains flux d’informations au sein d’un module cérébral peuvent être redondants alors que les informations provenant d’autres modules, par exemple l’intégration des informations optiques sur un visage avec les informations acoustiques d’une voix, sont essentielles pour comprendre le monde extérieur."

Raccourcis reliant les modules de traitement conservés

Pour leur étude, des chercheurs des universités de Newcastle, de Glasgow et de Séoul ont évalué les scanners cérébraux de 121 personnes en bonne santé âgées de 4 à 40 ans. Elles ont choisi cette tranche d’âge car

Les scans ont été réalisés à l'aide d'une forme très sensible d'imagerie par résonance magnétique (IRM) appelée imagerie par tenseur de diffusion (DTI), qui suit l'eau qui circule le long des fibres nerveuses.

Les examens DTI ont montré que la tranche d’âge de 4 à 40 ans était en effet une période où le cerveau était occupé à élaguer les fibres.

Cependant, les chercheurs ont constaté que dans le cas de connexions à longue distance - appelées projections -, l'élagage sélectif était en cours et que certains types étaient plus élagués que d'autres.

Les projections qui avaient tendance à être conservées préférentiellement étaient des raccourcis qui relient différents modules de traitement et permettent un transfert rapide des informations et un traitement synchrone. Les exemples incluent les connexions entre la vision et les modules sonores.

Les chercheurs affirment que les changements dans ces connexions ont été liés à des troubles cérébraux du développement, tels que l'épilepsie, l'autisme et la schizophrénie.

L'analogie avec les réseaux sociaux explique également pourquoi la réduction de certaines projections dans le cerveau permet de se concentrer sur des informations essentielles. Par exemple, si vous êtes perdu et que vous avez besoin de trouver votre chemin, au lieu de parler à de nombreuses personnes au hasard, il est préférable de parler à un petit nombre de personnes qui se trouvent dans le quartier depuis un certain temps.

La première étude montrant une perte de substance blanche est hautement sélective

Avec cette étude, les chercheurs ont montré pour la première fois que la perte de fibres de matière blanche entre les régions du cerveau est un processus hautement sélectif - un processus qu'ils appellent le détachement préférentiel.

Ils ont constaté que la réduction des connexions cérébrales entre régions éloignées, entre hémisphères et entre les modules de traitement était moins importante que prévu lors de la maturation cérébrale et ils concluent que cela peut expliquer comment le cerveau maintient un réseau stable au fur et à mesure de sa maturation.

L'étude, qui fait partie du projet Human Green Brain qui étudie le développement du cerveau humain, a été financée par le Conseil britannique de recherche en ingénierie et en sciences physiques (EPSRC).

Pendant ce temps, une autre équipe aux États-Unis a publié une étude récemment dans le Actes de l'Académie nationale des sciences qui ont montré des différences frappantes dans le câblage du cerveau entre hommes et femmes.

Dans cette étude, des chercheurs de l’Université de Pennsylvanie ont également utilisé le DTI pour révéler que dans une région du cerveau, les femmes avaient plus de connexions entre hémisphères gauche et droit et hommes dans l’hémisphère.

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