Différences significatives dans la connectivité cérébrale entre les bébés prématurés et à terme

Des chercheurs du King’s College de Londres ont identifié des différences significatives dans la connectivité cérébrale entre les nourrissons nés à terme et prématurés, révélant que ces premiers modèles sont prédictifs des étapes ultérieures du développement.

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.

Publié aujourd’hui (8 février) dans Communications naturellesl’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.

Aperçu du développement précoce du cerveau

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 :

« Même si nous savons 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 manière dont ils sont liés à la maturation de notre cerveau. 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 des comportements et fonctions auxquels ces modèles sont liés à mesure que le bébé grandit.

On prend de plus en plus conscience que des conditions telles que TDAHl’autisme et la schizophrénie ont leurs origines tôt dans la vie, et que le développement de ces conditions peut être lié à la connectivité cérébrale néonatale et à ses fluctuations au fil du temps.

Méthodes et résultats de recherche innovants

Les chercheurs ont utilisé des techniques de pointe pour évaluer l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) données 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 projet Developing 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 nés à terme et 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 nés 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 cours de la petite enfance 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 les bébés prématurés suggère que le temps passé dans ou hors de l’utérus façonne 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 aux scientifiques du monde entier afin de soutenir de nombreux 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 collège impérial de Londres et le Université d’Oxford. Les données sont librement accessibles aux chercheurs qui souhaitent étudier le développement du cerveau humain.