​DÉVELOPPEMENT CÉRÉBRAL ET CONNECTIVITÉ FONCTIONNELLE

Le développement cérébral humain au cours de la grossesse et de la période périnatale est caractérisé par une série de mécanismes complexes et interdépendants. Les changements macro- et microstructurels qui en résultent sont essentiels à l'établissement des réseaux cérébraux fonctionnels qui sous-tendent un neurodéveloppement harmonieux. Les avancées récentes en IRM fonctionnelle (IRMf) et de diffusion (IRMd) ont permis un accès sans précédent à l'étude du cerveau in vivo durant cette période critique. Ainsi, des réseaux fonctionnels, caractérisés par une activité neuronale cohérente entre différentes régions cérébrales, ont été observés dès le troisième trimestre de la grossesse. Néanmoins, il reste à comprendre si les connexions fonctionnelles qui s'établissent entre les régions de substance grise au cours du développement précoce s'accompagnent d'une maturation et de modifications microstructurelles, et si un lien temporel existe entre ces deux caractéristiques.

QU'EN EST-IL DE LA CONNECTIVITÉ STRUCTURELLE ?

Dans ce travail, les chercheurs ont, pour la première fois, étudié la connectivité microstructurelle (CM), c'est à dire les profils microstructuraux entre régions cérébrales de substance grise, afin d'évaluer si cette connectivité dépend ou explique le développement de la connectivité fonctionnelle (CF). L'évolution de la CM et de la CF a été suivie après la naissance sur un ensemble de régions corticales et sous-corticales chez 45 nourrissons prématurés ayant fait l'objet d'un suivi longitudinal par IRMd et IRMf au repos, dans le cadre du developing Human Connectome Project (dHCP). Les bébés prématurés ont été comparés à 45 nouveau-nés nés à terme appariés, en utilisant à la fois des comparaisons directes des intensités des connexions et des analyses basées sur les réseaux. Les résultats révèlent que la prématurité affecte la maturation de la connectivité dans les deux modalités, avec une réduction plus marquée de la CF. Une corrélation positive significative entre la CF et la CM sous-jacente est observée au cours du développement, relation qui diminue avec l'âge et varie selon le type de connexions. En dépit de l'observation de ce découplage maturationnel progressif entre CM et CF, les analyses suggèrent qu'une structure commune de réseaux pourrait sous-tendre les changements développementaux de ces connectivités et expliquer la coévolution des systèmes microstructurels et fonctionnels.

Cette étude apporte un nouvel éclairage sur l'interaction dynamique entre le développement cérébral anatomique et fonctionnel et souligne le potentiel de la connectivité microstructurelle comme outil complémentaire pour caractériser le développement des réseaux cérébraux ainsi que les altérations dues à des agressions périnatales, telles que la naissance prématurée.

Contact : Jessica Dubois (jessica.dubois@cea.fr ou jessica.dubois@inserm.fr)