Sur Les Particularités Du Développement Cérébral De La Conception à L'adolescence

2024 Auteur: Harry Day | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 15:45

Lorsque mon premier enfant est né, comme il sied à une mère zélée mais jeune, j'ai rassemblé un tas de livres sur les soins aux bébés et une variété de méthodes d'éducation progressives - pour que mon enfant grandisse comme un génie, en plus d'être heureux, j'avais vraiment besoin d'autorité conseils. Malheureusement, il est rapidement devenu évident que la plupart des livres ne s'intéressaient pas particulièrement à expliquer la base biologique du développement du cerveau. Essayons de comprendre ce que la science du cerveau sait aujourd'hui et comment la pédagogie moderne utilise cette connaissance.

Le cerveau et son développement

Ce qui est intéressant dans le développement du cerveau et ce que nous observerons en fait à chacune des étapes de ce développement, c'est l'interaction grandiose de facteurs génétiquement prédéterminés et de facteurs environnementaux, qui, dans le cas du développement humain, deviennent des facteurs de l'environnement social.

Développement embryonnaire

Dans l'embryon humain, le cerveau commence à se former à partir du tissu embryonnaire de l'ectoderme. Déjà au 16e jour du développement intra-utérin, on peut distinguer la plaque neuronale qui, au cours des prochains jours, forme un sillon dont les bords supérieurs se rejoignent et forment un tube. Ce processus est le résultat d'un travail coordonné complexe d'un certain nombre de gènes et dépend de la présence de certaines substances de signalisation, en particulier l'acide folique. Le manque de cette vitamine pendant la grossesse conduit à la non-fermeture du tube neural, ce qui entraîne de graves anomalies dans le développement du cerveau de l'enfant.

Lorsque le tube neural est fermé, trois régions principales du cerveau se forment à son extrémité avant: la partie antérieure, la partie médiane et la partie postérieure. Au cours de la septième semaine de développement, ces régions se divisent à nouveau et ce processus est appelé encéphalisation. Ce processus est le début formel du développement du cerveau lui-même. Le taux de croissance du cerveau fœtal est incroyable: 250 000 nouveaux neurones se forment chaque minute ! Des millions de connexions se nouent entre eux ! Chaque cellule a sa propre place spécifique, chaque connexion est soigneusement organisée. Il n'y a pas de place pour l'arbitraire et le hasard.

Le fœtus développe des sens différents. Peter Hepper écrit abondamment à ce sujet dans son article Unraveling our commencements:

La première réaction au toucher apparaît - la sensibilité tactile. À la huitième semaine, le fœtus réagit au toucher des lèvres et des joues. À la semaine 14, le fœtus réagit au toucher d'autres parties du corps. Le goût se développe ensuite - déjà à 12 semaines, le fœtus goûte le liquide amniotique et peut réagir au régime alimentaire de la mère. Le fœtus réagit au son entre 22 et 24 semaines de vie. Au début, il capte les sons d'une gamme basse, mais progressivement, la gamme s'élargit et déjà avant la naissance, le fœtus reconnaît différentes voix et distingue même les sons individuels. L'environnement utérin, où se développe le fœtus, est assez bruyant: ici le cœur bat, l'écoulement des fluides et le péristaltisme font du bruit, une variété de sons proviennent de l'environnement extérieur, quoiqu'étouffés par les tissus de la mère, cependant - fait intéressant - la gamme de la voix humaine en 125-250 Hz est juste faiblement étouffée… Par conséquent, les conversations externes forment la majeure partie de l'environnement sonore fœtal.

La réaction à la douleur attire l'attention particulière des chercheurs. Il est difficile de déterminer si un fœtus ressent de la douleur - la douleur est en grande partie un phénomène subjectif. Cependant, la réponse inconsciente aux stimuli douloureux commence environ 24 à 26 semaines de développement, lorsque la voie de réponse neuronale est formée pour la première fois. À partir du moment où les premiers organes des sens se développent, l'information commence à circuler d'eux vers le cerveau, qui en soi agit comme un facteur de développement du même cerveau et conduit à l'apprentissage.

La question se pose, quelle est l'importance des informations ainsi obtenues et pouvons-nous d'une certaine manière influencer le fœtus, incitant le cerveau à se développer et à favoriser l'apprentissage ?

Le fruit peut apprendre à reconnaître le goût et l'odorat. Par exemple, si une mère consomme de l'ail pendant la grossesse, un nouveau-né montrera moins d'aversion pour l'odeur de l'ail qu'un nourrisson dont la mère n'a pas mangé d'ail. Les nouveau-nés donneront également la priorité à la musique qu'ils entendent dans l'utérus par rapport à la musique qu'ils entendent pour la première fois. Tout cela a déjà été établi par la science. Mais on ne sait toujours pas si le phénomène de l'apprentissage prénatal a un effet durable. On sait que le "goût musical" pour un certain travail en l'absence de renfort disparaît déjà en trois semaines. Cependant, la capacité du fœtus à « apprendre » amène certaines personnes à croire que le développement du cerveau fœtal peut être activé par un programme de stimulation prénatale. Cependant, il n'y a pas de recherche scientifique solide à ce sujet.

Cerveau du nouveau-né

Au moment de la naissance, le cerveau du bébé possède pratiquement tous les neurones nécessaires. Mais le cerveau continue de croître activement et au cours des deux prochaines années, il atteint 80 % de la taille du cerveau d'un adulte. Que se passe-t-il pendant ces deux à trois ans ?

La principale augmentation du poids du cerveau est due aux cellules gliales, qui sont 50 fois plus nombreuses que les neurones. Les cellules gliales ne transmettent pas l'influx nerveux, comme le font les neurones, elles assurent l'activité vitale des neurones: certaines d'entre elles fournissent des nutriments, d'autres digèrent et détruisent les neurones morts ou maintiennent physiquement les neurones dans une certaine position, forment la gaine de myéline.

Dès la naissance, une énorme quantité de signaux provenant de tous les sens parvient au cerveau du bébé. Le cerveau du nourrisson est plus ouvert à la main modelante de l'expérience qu'à tout autre moment de la vie d'une personne. En réponse aux exigences de l'environnement, le cerveau se sculpte.

Vision et cerveau

Comprendre les particularités de la formation du cortex visuel a commencé avec les expériences bien connues de David Hubel et Thorsten Wiesel dans les années 60 du siècle dernier. Ils ont démontré que si les chatons ferment temporairement un œil pendant une certaine période critique pour le développement du cerveau, alors une certaine connexion ne se forme pas dans le cerveau. Même lorsque la vision est ensuite restaurée, la vision binoculaire caractéristique ne sera toujours jamais formée.

Cette découverte a ouvert une nouvelle ère dans la compréhension du rôle des périodes critiques de développement et de l'importance d'avoir le stimulus approprié à ce moment-là. En 1981, les chercheurs ont reçu le prix Nobel pour cette découverte, et maintenant nous pouvons jouer avec notre cerveau et notre vision sur la page de David Hubel ici.

Celle qui a été faite avec les chatons n'est évidemment pas humaine à reproduire chez l'homme. Mais ces expériences permettent d'extrapoler dans une certaine mesure les connaissances et ainsi de comprendre les caractéristiques du développement du cerveau humain. Il existe également des exemples de cataractes congénitales chez les enfants, ce qui indique que les humains ont également des périodes critiques dans le développement du cerveau qui nécessitent certains stimuli visuels externes pour un développement correct du cerveau. Que sait-on de la vision d'un nouveau-né ? (ne soyez pas paresseux pour suivre le lien et voir le monde à travers les yeux d'un bébé)

Un nouveau-né voit 40 fois moins séparément qu'un adulte. En observant et en contemplant, le cerveau de l'enfant apprend à analyser l'image et en deux mois il est capable de distinguer les couleurs primaires, et l'image devient plus claire. À trois mois, des changements qualitatifs se produisent, le cortex visuel se forme dans le cerveau, l'image se rapproche de la façon dont un adulte le verra plus tard. Après six mois, l'enfant est déjà capable de distinguer les détails individuels et ne voit que 9 fois pire qu'un adulte. Le cortex visuel est complètement formé dès la 4e année de vie.

Trois premières années

Il est tout à fait logique de supposer qu'une période aussi critique ne concerne pas seulement le développement du cortex visuel. Déjà personne ne nie le fait évident que dans les trois premières années de la vie, les étapes les plus importantes de la formation du cerveau ont lieu. Le phénomène de l'hospitalisme, que Spitz a décrit en 1945, peut servir de sérieuse confirmation. Nous parlons des symptômes qui se développent chez les enfants au cours de la première année de vie, élevés dans des établissements médicaux, idéaux du point de vue des soins médicaux et hygiéniques, mais en l'absence de parents. À partir du troisième mois de vie, il y a eu une détérioration de leur état physique et mental. Les enfants souffraient de dépression, étaient passifs, inhibés dans leurs mouvements, avec de mauvaises expressions faciales et une mauvaise coordination visuelle, même les maladies généralement non mortelles avaient souvent des conséquences fatales. Dès la deuxième année de vie, des signes d'arriération physique et mentale sont apparus: les enfants ne pouvaient ni s'asseoir, ni marcher, ni parler. Les conséquences d'une hospitalisation prolongée sont durables et souvent irréversibles. Aujourd'hui, ils décrivent aussi le phénomène de l'hospitalisme familial, qui se développe chez les enfants sur fond de froideur affective de la mère. Cependant, on ne sait pas exactement ce qui se passe exactement dans le cerveau de l'enfant à ce moment-là.

Le fait que ces trois premières années de la vie soient clairement critiques pour le développement du cerveau d'un enfant a incité les éducateurs et les décideurs politiques à faire campagne vigoureusement pour soutenir la stimulation du cerveau de l'enfant pendant les trois premières années de sa vie. Tout est parti de l'affirmation que, évidemment, le cerveau se forme de zéro à trois ans, après quoi il est déjà trop tard pour faire quelque chose. En Amérique, les campagnes I Am Your Child et Better Brains for Babies ont été lancées avec un financement gouvernemental. Le résultat est une montagne de livres, de programmes d'études parentales et d'articles de presse. Le message principal de ces programmes peut être formulé comme suit: puisque nous savons déjà par les travaux des neurophysiologistes que les connexions neuronales se forment sous l'influence de stimuli externes et complètement au cours des trois premières années, alors cet environnement doit être renforcé aussi activement que possible., et en conséquence, la stimulation mentale du cerveau du nouveau-né doit être activée. Cette approche est appelée environnements enrichis à base scientifique. Les parents se sont précipités pour acheter des disques pour bébé avec Mozart pour les bébés, des cartes flash avec des images lumineuses et d'autres jouets qui devraient être développés. Mais il s'est avéré que les enseignants étaient quelque peu en avance sur les scientifiques. Au milieu de la campagne, un journaliste a téléphoné au neurophysiologiste John Brewer, auteur de The Myth of the First Three Years: A New Understanding of Early Brain Development and Lifelong Learning, et lui a demandé: « Sur la base de la neurophysiologie, quels conseils donneriez-vous aux parents sur le choix d'un jardin d'enfants pour leurs enfants ? " Brewer a répondu: "Basé sur la neurophysiologie, rien."

La vérité est que la science ne sait pas à quoi devraient ressembler les environnements énergisés pour un développement optimal du cerveau au cours des trois premières années. John Brewer ne se lasse pas de le répéter: il n'existe toujours pas d'études fiables qui indiqueraient clairement quels devraient être les stimuli de force, d'intensité et de qualité, et il n'y a pas d'études pertinentes qui confirmeraient l'effet à long terme de tels stimuli dans le temps.

Le phénomène de l'environnement enrichi a été étudié chez le rat. Les rats ont été divisés en deux groupes, l'un a été simplement placé dans une cage et dans l'autre, des parents et des jouets ont été placés avec les rats. Dans un environnement enrichi, les rats ont en effet formé beaucoup plus de synapses dans leur cerveau. Mais, comme le chercheur Dr. William Greenough, ce qui est un environnement enrichi pour les rats en laboratoire peut être tout simplement normal pour un enfant. Les bébés ne sont pas laissés seuls, ils ont la possibilité d'explorer beaucoup de choses à la maison - il suffit de ramper dans l'appartement, d'examiner des livres tirés d'une étagère ou des paniers de vêtements inversés. Cependant, l'expérience sur les rats a déjà trouvé sa voie particulière dans la presse et a sérieusement inquiété les parents imprégnés du développement de leurs bébés.

Pour les parents qui craignent de ne pas avoir eu le temps de développer leur enfant au cours des trois premières années, les scientifiques ont un argument réconfortant: le développement du cerveau se poursuit après trois ans. Les connexions neuronales se forment dans le cerveau tout au long de la vie. Bien que ce processus ne soit pas entièrement linéaire, il est aussi génétiquement programmé, et dépend aussi de l'expérience acquise et de l'environnement. Dans certaines périodes de la vie, il est plus intense que dans d'autres, et la prochaine période de remodelage cérébral majeur est l'adolescence.

Le cerveau d'un adolescent est un chantier de construction

Les scientifiques étudient le cerveau humain depuis longtemps, observant principalement diverses anomalies du développement, ou lésions cérébrales, qui entraînent des modifications de la fonction, qui se manifestent par des tableaux cliniques caractéristiques. Mais les vrais progrès ont commencé avec l'utilisation de la technologie d'imagerie par résonance magnétique. Cette technologie permet de visualiser les parties actives du cerveau, dites fonctionnelles. Il ne s'agit pas seulement de déterminer le site, mais de déterminer exactement les sites qui sont activés en réponse à un stimulus. À l'Institut national américain de la santé mentale sous la direction du Dr. Jay Giedd a lancé un projet à grande échelle pour étudier le cerveau des adolescents. Les cerveaux de 145 enfants normaux ont été scannés à des intervalles de deux ans et ont étudié quelles parties du cerveau traitent les informations et si la topographie des zones fonctionnelles change par rapport à celles des adultes et en train de grandir. Qu'ont découvert les scientifiques ?

Cortex préfrontal

La première découverte concernait un remodelage majeur du cortex préfrontal. Giedd et ses collègues ont découvert que dans une zone appelée cortex frontal (cortex préfrontal), le cerveau semble se développer à nouveau juste avant la puberté. Le cortex préfrontal est la zone située juste derrière les os frontaux du crâne. La restructuration de cette zone présente un intérêt particulier, car c'est elle qui agit en tant que PDG du cerveau, responsable de la planification, de la mémoire de travail, de l'organisation et de l'humeur d'une personne. Une fois que le cortex préfrontal « mûrit », les adolescents commencent à mieux penser et à mieux contrôler leurs impulsions. Le cortex préfrontal est une région de jugement sobre.

Tant que le cortex préfrontal n'a pas mûri, le traitement des informations émotionnelles reste immature et est effectué par d'autres parties du cerveau, moins affûtées pour un tel travail. C'est pourquoi les adolescents sont sujets à des risques injustifiés, en général, ils distinguent mal les différents états émotionnels des autres. Je ne sais pas pour vous, mais pour moi, en tant que mère d'un adolescent, cette découverte explique beaucoup de choses.

Utilise le ou perd le

Si, à l'âge de trois ans, le développement des voies neuronales peut être comparé à la croissance des branches d'arbres, alors à l'adolescence, deux processus opposés se produisent - la croissance supplémentaire de nouvelles voies et l'élagage simultané des anciennes. Bien qu'il puisse sembler que la présence de nombreuses synapses soit une chose utile, le cerveau pense le contraire et, au cours du processus d'apprentissage, il contracte des synapses distantes, tandis que la substance blanche (myéline) va stabiliser et renforcer les connexions activement utilisées. La sélection sera basée sur le principe use it or lose it: « On s'en sert ? Nous partons! Ne pas utiliser ? Débarrassons-nous ! . En conséquence, jouer de la musique, du sport et, en général, toute étude encourage la formation et la préservation de certaines connexions, et s'allonger sur le canapé, contempler MTV et jouer à des jeux informatiques - d'autres.

Il en va de même pour l'étude des langues étrangères. Si un enfant apprend une seconde langue avant la puberté, mais ne l'utilise pas lors d'une grande restructuration « adolescente », alors les connexions neuronales qui lui servent sont détruites. En conséquence, la langue qui a été étudiée après la restructuration du cerveau prendra une place particulière dans le centre du langage et utilisera des connexions complètement différentes de la langue maternelle.

Corps calleux et cervelet

Une autre découverte met en lumière d'autres caractéristiques des adolescents. Nous parlons de restructuration active du corps calleux, responsable de la communication entre les hémisphères cérébraux et, par conséquent, associée à l'étude des langues et à la pensée associative. La comparaison du développement de cette zone chez les jumeaux a montré qu'elle n'est génétiquement déterminée que dans une faible mesure et se forme principalement sous l'influence de l'environnement extérieur.

En plus du corps calleux, le cervelet subit également une restructuration sérieuse, et cette restructuration dure jusqu'à l'âge adulte. Jusqu'à présent, on croyait que la fonction du cervelet se limitait à la coordination des mouvements, mais les résultats de l'imagerie par résonance magnétique ont montré qu'il est également impliqué dans le traitement des tâches mentales. Le cervelet ne joue pas un rôle critique dans la mise en œuvre de ces tâches; il remplit plutôt la fonction d'un coprocesseur. Tout ce que nous appelons la pensée élevée - mathématiques, musique, philosophie, prise de décision, compétences sociales - voyage à travers le cervelet.

Conclusion:

Malgré le sérieux et la quantité de recherches menées, les scientifiques continuent d'affirmer qu'ils en savent encore peu sur la relation entre la structure et la fonction du cerveau, ainsi que sur le développement du comportement. On ne sait pas non plus quels facteurs sont les plus importants pour un développement optimal et quelles réserves de développement nous avons potentiellement. Cependant, il est sûr de dire qu'une personne normale, de la naissance à la mort, a besoin d'attention, de communication, d'un environnement de vie normal et d'un intérêt sincère pour elle-même.