Les modèles de connectivité cérébrale diffèrent entre les bébés prématurés et à terme


Une nouvelle étude par balayage du King's College de Londres portant sur 390 bébés a montré des tendances distinctes entre les bébés à terme et prématurés en termes d'activité instantanée et de connectivité des réseaux cérébraux.

Soutenue par Wellcome et le centre de recherche biomédicale Maudsley 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'instant en instant au cours des premières semaines de la vie.

Publiée dans Nature Communications, l'étude 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.

L'auteur principal commun, le Dr Dafnis Batallé, maître de conférences en sciences neurodéveloppementales à l'Institut de psychiatrie, psychologie et neurosciences (IoPPN), King's College de Londres, a déclaré :

« Bien que nous sachions à quel point la connectivité cérébrale influence le développement, nous savons peu de choses sur les modèles de connectivité fonctionnelle dynamique au début de la vie et sur la façon dont ils sont liés à la façon dont notre cerveau mûrit. En analysant les scintigraphies cérébrales de 390 bébés, nous avons commencé à identifier différents états transitoires de connectivité qui pourraient potentiellement fournir un aperçu de la façon dont le cerveau se développe à cet âge et à quels comportements et fonctions ces modèles sont liés à mesure que le bébé grandit.

On prend de plus en plus conscience du fait que des pathologies telles que le TDAH, l’autisme et la schizophrénie trouvent leur origine tôt dans la vie et que le développement de ces pathologies peut être lié à la connectivité cérébrale néonatale et à ses fluctuations au fil du temps.

Les chercheurs ont utilisé des techniques de pointe pour évaluer les données fonctionnelles de l'imagerie par résonance magnétique (IRMf) sur 324 bébés nés à terme et 66 bébés prématurés (nés à moins de 37 semaines de gestation). Ils ont évalué comment la connectivité changeait d'instant en instant pendant que le bébé était dans le scanner pour fournir une image dynamique. Les recherches antérieures sur les bébés ont toujours utilisé une mesure de la connectivité calculée en fonction du temps passé dans le scanner.

Dr Lucas França, premier auteur et professeur adjoint en informatique et sciences de l'information à l'Université de Northumbria. dit:

« Ces découvertes sont le résultat d'une adaptation minutieuse de méthodologies dérivées des domaines de l'informatique et de la physique, spécifiquement utilisées pour dévoiler les subtilités inhérentes au cerveau néonatal humain. Lorsque ces méthodologies sont alliées à des techniques avancées pour obtenir des données sans précédent comme celle du En développant le 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 la façon dont la connectivité cérébrale fluctue : une méthode qui prend en compte les modèles de connectivité dans l’ensemble du 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 : trois d’entre eux concernaient l’ensemble du cerveau et trois étaient limités à des régions du cerveau (régions occipitales, sensorimotrices et frontales). En comparant les bébés à terme et les bébés prématurés, les chercheurs ont montré que différents modèles de connectivité sont liés à la naissance prématurée. Par exemple, les bébés prématurés passaient plus de temps dans des états cérébraux frontaux et occipitaux que les bébés à terme. Ils ont également démontré 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 London, a déclaré :

« Il s'agit d'un véritable pas en avant dans l'utilisation des techniques d'imagerie pour étudier comment l'activité cérébrale change continuellement au début de la vie et comment cela fournit une plate-forme pour soutenir les étapes de développement ultérieures de l'enfance. La différence entre les bébés à terme et prématurés suggère que le temps  » Les dépenses passées dans ou à l'extérieur de l'utérus façonnent le développement du cerveau. Nous devons maintenant essayer de 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 à des 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 montre la puissance du vaste ensemble de données acquises par le projet Developing Human Connectome, un programme scientifique ouvert financé 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.

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