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Septembre 2015

« Tant que les scientifiques ne comprendront pas mieux les mécanismes par lesquels le cerveau humain apprend de ses expériences ils ne pourront pas cautionner l’extrapolation à l’humain de conclusions obtenues chez les rats »

Par Anne Beuter

On entend souvent dire que les trois premières années de la vie sont cruciales et que les premières expériences sont déterminantes pour l’enfant parce qu’elles affecteraient le processus de connexion entre les neurones et en particulier le nombre de "synapses", ces points de contact entre neurones qui permettent de transmettre l’information dans le cerveau.
Ainsi, dans la publication de Hawley (2000) intitulée "Starting Smart: How Early Experiences Affect Brain Development" (Commencer intelligent : comment les expériences précoces affectent le développement du cerveau), on peut lire que le nombre de synapses pourrait être augmenté jusqu’à 25% si les enfants sont élevés dans un environnement complexe plutôt qu’austère (1). Mais sait-on que ce résultat a été extrapolé à partir d’une étude réalisée sur des rats par Turner et Greenough en 1985 (2) ? En 1999, J. Bruer explique que l’augmentation n’a été observée que dans une zone bien précise du cerveau des rats (le cortex visuel) et que des effets similaires auraient pu se produire à n’importe quel moment de la vie des rats (3).
Les neuroscientifiques ne sont pas d’accord entre eux sur ce que signifie le +25% de synapses et ils font remarquer que ces résultats n’ont jamais été corroborés chez des humains, en mesurant les densités synaptiques dans diverses zones cérébrales lors d’autopsies d'enfants décédés accidentellement, par exemple. Même si le cerveau des rats et celui des humains présentent indéniablement certaines similarités comme la notion de période critique par exemple, période pendant laquelle le système nerveux a besoin pour se développer de recevoir certaines stimulations de l’environnement (un phénomène à mettre en relation avec la plasticité neuronale), ils présentent aussi des différences évidentes. Par exemple, pendant la grossesse les rates ont une meilleure mémoire spatiale (4) alors que les femmes enceintes semblent subir une légère baisse de certaines fonctions exécutives (5), des résultats qui peuvent être interprétés de diverses manières.
Ce qui est certain c’est que l’existence de changements profonds au niveau cérébral et la présence de périodes critiques pendant les premières années de la vie humaine ne nous renseignent pas sur la relation qui existe entre le nombre de synapses par exemple et les fonctions cérébrales. Tant que les scientifiques ne comprendront par mieux les mécanismes par lesquels le cerveau humain apprend de ses expériences ils ne pourront pas cautionner l’extrapolation à l’humain de conclusions obtenues chez les rat(e)s et déformées pour diverses raisons. Ces raccourcis peuvent conduire à la production de mythes dont les conséquences peuvent s’avérer lourdes dans le domaine législatif mais aussi éducatif. Par exemple, aux Etats-Unis, le programme Head Start mis en place dans les années 60 et renommé Early Head Start en 1994 vise à servir les enfants pendant les années "cruciales" entre 0 et 3ans. Il coûte des milliards de dollars mais globalement son succès est considéré comme plutôt mitigé (6).

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Anne Beuter est professeure de neuroscience émérite de l’Institut National Polytechnique, (Université de Bordeaux). Elle a obtenu un master en science à l’Université du Wisconsin à Madison (Etats-Unis) et un doctorat en science à l’Université de Californie à Berkeley. Elle a enseigné pendant plusieurs années aux Etats-Unis, au Canada, à Montréal et en France. Elle est auteur d’environ 150 publications scientifiques et de centaines d’abstracts. Ses travaux de recherche les plus récents ont été financés par le réseau d’excellence européen BIOSIM. Elle a développé et fait breveter une méthode de stimulation électrique corticale en boucle fermée. N° EP 09305432 : « Method and apparatus for electrical cortex stimulation ».

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Notes :

(1) Hawley T (2000) Starting Smart: How Early Experiences Affect Brain Development (2nd Ed)
(2) Turner A M, Greenough WT (1985) Differential rearing effects on rat visual cortex synapses. I. Synaptic and neuronal density and synapses per neuron. Brain Research 329, 1-2, 195-203
(3) Bruer J (1999) The Myth of the First Three Years: A New Understanding of Early Brain Development and Lifelong Learning. https://www.nytimes.com/books/first/b/bruer-myth.html
(4) Galea LA, Ormerod BK, Sampath S, Kostaras X, Wilkie DM, Phelps MT. Spatial working memory and hippocampal size across pregnancy in rats. Horm Behav. 2000 Feb, 37(1), 86-95
(5) Onyper SV, Searleman A, Thacher PV, Maine EE, Johnson AG. Executive functioning and general cognitive ability in pregnant women and matched controls. J Clin Exp Neuropsychol. 2010 Nov, 32(9), 986-95
(6) http://en.wikipedia.org/wiki/Head_Start_Program


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