Une étude à grande échelle explore les changements de durée de vie dans la connectivité fonctionnelle du cerveau humain

De la naissance aux derniers moments de la vie, le cerveau humain est connu pour changer et évoluer de manière significative, à la fois en termes d’organisation physique (c.-à-d. Connectivité structurelle) et de coordination entre différentes régions cérébrales (c.-à-d. Connectivité fonctionnelle). La cartographie et la compréhension de l’évolution du cerveau au fil du temps sont d’une importance cruciale, car elle pourrait également faire la lumière sur les différences dans le cerveau des personnes qui développent divers troubles de la santé mentale ou ressentent un déclin cognitif lié au vieillissement.

Des chercheurs de Pékin University Normal et d’autres instituts de Chine ont récemment réalisé une étude à grande échelle pour recueillir de nouvelles informations sur la façon dont la connectivité fonctionnelle du cerveau des humains se change au cours de leur durée de vie. Leur article, publié dans Neuroscience de la naturedévoile les modèles dans l’évolution du cerveau qui pourraient éclairer les recherches futures axées sur un large éventail de troubles neuropsychiatriques et cognitifs.

“La connectivité fonctionnelle du cerveau humain change dans la vie”, a écrit Lianglong Sun, Tengda Zhao et leurs collègues dans leur article. “Nous assemblons les données d’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle et structurelle sans tâche de 33 250 individus à 32 semaines d’âge post-menstrual à 80 ans à partir de 132 sites mondiaux.”

Dans le cadre de leur étude, Sun, Zhao et ses collègues ont compilé un ensemble de données contenant les données de neuroimagerie de dizaines de milliers de personnes collectées dans différents pays du monde. Ces données ont été collectées dans le cadre de projets à grande échelle, tels que le Human Connectome Project (HCP), le projet Human Connectome Project (DHCP) et le projet Baby Connectome (BCP).

En analysant ce grand pool de données, les chercheurs ont dévoilé des différences clés dans l’évolution du connexion fonctionnelle du cerveau, ainsi que des moments dans la durée de vie humaine au cours de laquelle différentes parties du cerveau sont plus fortement connectées, présentant également une plus grande variété de connexions. Ils ont constaté que la force et la diversité des connexions entre différentes parties du cerveau au début et au milieu de l’adulte.

“Nous rapportons des points d’inflexion critiques dans les courbes de croissance non linéaires de la moyenne et de la variance mondiales du Connectome, culminant respectivement à la fin du quatrième et de la fin des troisième décennies de la vie”, a écrit Sun, Zhao et leurs collègues.

“Après avoir construit une suite à grains fins et à l’échelle de la durée de vie des atlas de cerveau au niveau du système, nous montrons des calendriers de maturation distincts pour la ségrégation fonctionnelle dans différents systèmes. La croissance de la vie de la connectivité régionale est organisée le long d’un axe cortical spatio-temporel, transitionnant à partir des régions sensorielles primaires à des régions d’association d’ordre supérieur.”

Les analyses récentes effectuées par Sun, Zhao et leurs collègues ont également conduit à la création d’atlas cérébraux qui mettent en évidence les temps pendant la durée de vie au cours de laquelle différentes régions cérébrales se spécialisent dans des tâches spécifiques via un processus appelé ségrégation fonctionnelle. Ces cartes épinglent également des transitions importantes dans la petite enfance, l’enfance et l’adolescence liées à l’acquisition de compétences et de changements importants dans les capacités cognitives.

“Ces résultats élucident l’évolution de la durée de vie du connexion fonctionnelle et peuvent servir de référence normative pour quantifier la variation individuelle du développement, du vieillissement et des troubles neuropsychiatriques”, a expliqué les chercheurs.

Cette étude globale à grande échelle et les informations qu’il a rassemblées pourraient être une contribution précieuse à la compréhension du cerveau humain, guidant les études futures axées sur des changements de développement et des efforts spécifiques visant à introduire des traitements personnalisés pour diverses conditions. De plus, les analyses complètes de l’équipe pourraient aider à découvrir de nouveaux écarts dans la connectivité fonctionnelle du cerveau lié à des troubles neuropsychiatriques ou neurodégénératifs spécifiques.

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