Volume 16, Décembre 2015, Pages 192 – 193
Neurosciences cognitives développementales
La consommation de substances psychoactives et le cerveau des adolescents: impacts sur le développement, interventions et résultats longitudinaux
L'adolescence est reconnue depuis longtemps comme une période de changements spectaculaires du corps et du comportement. Plus récemment, on a également reconnu que les changements cérébraux étaient dramatiques. Les progrès des technologies de neuroimagerie ont rendu de plus en plus accessibles les connaissances sur l'anatomie et la physiologie du cerveau en développement.
Plusieurs initiatives à grande échelle utilisant l'imagerie par résonance magnétique (IRM) pour caractériser la maturation cérébrale de la santé et de la maladie chez l'adolescent, souvent intégrées à la génétique et à des mesures comportementales et environnementales de plus en plus sophistiquées, commencent à donner une idée de la raison pour laquelle l'adolescence est une période propice à la fois. .
Pendant l'adolescence, le cerveau ne mûrit pas en devenant de plus en plus gros. Il mûrit en devenant plus interconnecté et plus spécialisé.
L'interconnexion croissante, ou la communication entre des régions cérébrales disparates comprenant une hiérarchie complexe de circuits neuronaux, est démontrée à travers de multiples modalités et niveaux d'investigation. Des études sur la potentialisation à long terme indiquent la formation de connexions synaptiques plus fortes au cours de l'adolescence. Une plus grande cohérence de l'activité électrique (le degré de prédiction de l'activité dans une zone et de l'activité dans une autre) est mise en évidence par des études utilisant l'EEG. De même, les études IRMf évaluant l'oxygénation du sang montrent également une tendance générale à une plus grande co-activation dans des régions distinctes sur le plan spatial. De plus, les études structurelles d'IRM montrent une augmentation du volume de matière blanche à l'adolescence, reflétant la myélinisation et des augmentations concomitantes de la vitesse de communication neurale.
La caractérisation de l'interconnexion des structures cérébrales a énormément profité de l'application de la théorie des graphes, une branche des mathématiques utilisée pour quantifier la relation entre «nœuds» et «bords». Les nœuds peuvent être n'importe quel objet ou entité mesurable allant des quarks aux galaxies. . Des exemples de nœuds cérébraux peuvent être un neurone, une structure telle que l'hippocampe ou une région telle que le cortex préfrontal. Les bords peuvent être n'importe quelle connexion entre les nœuds, à partir d'une connexion physique telle qu'une synapse entre neurones ou une corrélation statistique, par exemple lorsque deux parties du cerveau sont activées de manière similaire au repos ou au cours d'une tâche cognitive donnée. Les approches de la théorie des graphes nous aident à quantifier la relation entre la maturation de différents circuits neuronaux et la manière dont les différences de synchronisation de la maturation peuvent être liées à une variation du comportement et de la cognition.
Par exemple, on suppose qu'un grand nombre des phénomènes observés à l'adolescence ont été modifiés, notamment entre les régions limbiques matures antérieures, qui subissent de profonds changements pendant la puberté et les régions préfrontales matures ultérieures, qui continueront à se modifier considérablement jusqu'à la troisième décennieSomerville et al., 2010).
La spécialisation croissante du cerveau des adolescents est indirectement exprimée par une diminution des volumes de matière grise au cours de la deuxième décennie, bien que beaucoup de travail reste à faire pour comprendre les processus moléculaires et microscopiques sous-jacents à l'observation. L’augmentation de la myélinisation, qui peut faire basculer de gris à blanc la désignation d’un voxel pour IRM au niveau de la bordure interne du cortex, explique en partie la «réduction» du volume de matière grise, mais les résultats convergents des études post mortem et des asymétries spécifiques entre régions Les trajectoires développementales des volumes de matière grise et blanche suggèrent que d’autres processus y contribuent également. On ignore dans quelle mesure la «taille» des synapses contribue à la réduction du volume de matière grise. C’est une question importante à résoudre afin de faire la lumière sur la notion trop simpliste que la spécialisation est favorisée par le phénomène de connexions moins nombreuses mais plus rapides / plus fermes. Comprendre les mécanismes est fondamental pour orienter les interventions et affiner les hypothèses pour les enquêtes futures.
Le changement le plus frappant dans le développement du cerveau des adolescents est peut-être le degré de changement lui-même. Un élément clé du développement du cerveau chez les adolescents est la plasticité, la capacité du cerveau à changer en fonction des exigences de l'environnement. Un certain degré de plasticité est maintenu tout au long de la vie, mais en général, il existe un gradient de plasticité décroissante à mesure que la myéline libère des protéines telles que Nogo-A, MAG et OMgp, qui inhibent la germination des axones et la création de nouvelles synapses (Champs, 2008). Cependant, les humains ont une longue période de plasticité élevée qui nous permet d’être remarquablement adaptables à un large éventail de conditions. La plasticité prolongée peut être liée à la dépendance prolongée vis-à-vis des soignants, comme chez toutes les espèces. Une période de dépendance plus longue est associée à un comportement plus complexe de sécurité sociale et alimentaire. En «gardant les options ouvertes» en termes de spécialisation cérébrale, les humains peuvent évaluer les exigences de leur environnement et développer les compétences pour survivre. Les humains peuvent s'épanouir partout, des pôles nord et sud glaciaux aux îles calmes de l'équateur. Nous nous sommes également adaptés aux changements culturels. Il y a dix mille ans, peu de temps en termes d'évolution, nous avons passé la majeure partie de notre temps à nous procurer nourriture et abri. Maintenant, la plupart des humains peuvent obtenir un abri et des calories avec beaucoup moins de temps et d’efforts, ce qui peut être lié à des facteurs épigénétiques ou autres peut être lié à une puberté plus précoce et à une plus grande taille. Au lieu de se procurer de la nourriture, beaucoup d’entre nous passons maintenant la majorité de notre temps à interagir avec des mots ou des symboles. Il s’agit là d’une adaptation remarquable étant donné que la lecture n’a que quelques années 5000 et n’existait pas dans l’histoire de l’humanité.
Le fait que notre dernière augmentation de la taille du cerveau d’environ 500,000 il ya quelques années ne soit pas corrélée avec la dureté du climat, mais bien avec l’ampleur du changement climatique, confirme l’avantage de la plasticité prolongée. Cela contraste avec les Néandertaliens, nos proches parents génétiques. Les taux de maturation peuvent être évalués à partir de dents fossilisées de la même manière que les cernes peuvent être utilisés pour discerner les taux de croissance des arbres. Des dents de Néandertal fossilisées indiquent qu’elles avaient une maturation beaucoup plus rapide (Ramirez Rozzi et Bermudez De Castro, 2004). Bien que leurs cerveaux soient environ plus gros que 10 et qu’ils soient capables de survivre dans des environnements difficiles, leur utilisation de l’outil n’a pas changé au cours des années 100,000. Il leur manquait la plasticité adolescente et la faculté d'adaptation de l'homme.
La plasticité cérébrale des adolescents a bien servi notre espèce, mais elle a un prix. Cela crée des vulnérabilités ainsi que des opportunités. Plus de la moitié de toutes les maladies mentales surviennent à l'adolescence. Un adolescent sur cinq est atteint d'une maladie mentale qui persistera jusqu'à l'âge adulte. C'est le moment de l'apparition des troubles anxieux, des troubles bipolaires, de la dépression, des troubles de l'alimentation et de la psychose. C'est également le moment le plus courant pour le début de la toxicomanie.
Dans cette édition spéciale de Neuroscience cognitive et développementale, les meilleurs experts du domaine font état des recherches sur la neurobiologie de l'abus de substances en toxicomanie chez les adolescents. Les thèmes cohérents sont des relations entre le début, la quantité et le type d'utilisation, en corrélation avec les changements dans la récompense du cerveau, le contrôle des impulsions et les circuits de prise de décision. Bien que les études représentent les efforts les plus minutieux à ce jour, il reste encore beaucoup à faire pour discerner la spécificité des effets, la dynamique de cause à effet et les mécanismes.
Au fur et à mesure que le chemin, les mécanismes et les influences du développement du cerveau chez les adolescents sont de plus en plus élucidés, de plus en plus de chercheurs sont attirés sur le terrain. L'adolescence est de plus en plus reconnue comme un stade de développement distinct doté d'une biologie distincte plutôt que comme un stade intermédiaire entre l'enfance et l'âge adulte. Cette édition spéciale contient les conclusions fondamentales de nombreux chercheurs éminents explorant l’interface entre la neurobiologie et la toxicomanie chez les adolescents.
L'adolescence est le moment le plus élevé d'apparition de la majorité des maladies mentales, le moment de plusieurs choix de vie majeurs ayant des conséquences à vie et un moment où la plasticité du cerveau peut rendre les interventions plus efficaces. Cependant, le financement de la recherche sur les adolescents ne représentait jusqu'à récemment qu'une petite fraction du budget. Cela a changé avec l'étude sur le développement cognitif du cerveau chez les adolescents (ABCD) - une initiative longitudinale nationale qui évaluera les effets à court et à long terme de la consommation de substances sur le développement du cerveau. Le projet recrutera 10,000 10 jeunes avant qu'ils ne commencent à consommer de l'alcool, de la marijuana, du tabac et d'autres drogues, et les suivra pendant XNUMX ans jusqu'au début de l'âge adulte. Le projet ABCD fournit une plate-forme fantastique aux chercheurs jeunes ou confirmés pour s'intéresser à la neurobiologie de l'adolescent et peut servir de catalyseur pour apporter le soutien et les talents indispensables sur le terrain.
Bibliographie
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- Champs, 2008
- Champs RD
- La matière blanche dans l'apprentissage, la cognition et les troubles psychiatriques
- Trends Neurosci., 31 (7) (2008), p. 361
- Article
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- Ramirez Rozzi et Bermudez De Castro, 2004
- FV Ramirez Rozzi, JM Bermudez De Castro
- Croissance étonnamment rapide chez les Néandertaliens
- Nature, 428 (April (6986)) (2004), p. 936 – 939
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- Somerville et al., 2010
- LH Somerville, RM Jones, BJ Casey
- Une période de changement: corrélats comportementaux et neuronaux de la sensibilité des adolescents aux signaux environnementaux appétitifs et aversifs
- Brain Cogn., 72 (2010), pp. 124 – 133 http://dx.doi.org/10.1016/j.bandc.2009.07.003
- Article
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