Prendre en compte le développement

Depuis peu seule­ment, les neu­ros­ciences ont inves­ti le domaine du déve­lop­pe­ment humain. Les études com­mencent à mon­trer l’é­ton­nante plas­ti­ci­té du cer­veau et son évo­lu­tion dans le temps. Au fil des années, ce sont les connexions qui trans­forment le cer­veau : leurs chan­ge­ments consti­tuent un pas­sion­nant champ d’investigation.

Tan­dis que les neu­ros­ciences cog­ni­tives ont lit­té­ra­le­ment inves­ti le ter­ri­toire des sciences cog­ni­tives, une excep­tion sub­siste : celle du déve­lop­pe­ment humain. Cette excep­tion est en par­tie due à des contraintes éthiques liées à l’exa­men de popu­la­tions très jeunes. Avec l’ins­tau­ra­tion de tech­niques d’i­ma­ge­rie plus adé­quates, l’ex­cep­tion déve­lop­pe­men­tale est en voie de disparition.

Et, de fait, cette dis­pa­ri­tion est atten­due avec impa­tience. Dans l’es­poir qu’elle puisse résoudre la ques­tion des ori­gines de l’in­tel­li­gence, qu’elle aide à éta­blir une car­to­gra­phie ana­to­mo-fonc­tion­nelle des stades du déve­lop­pe­ment cog­ni­tif pour cer­tains, qu’elle abou­tisse à com­prendre les émer­gences com­por­te­men­tales qui ponc­tuent la dyna­mique du déve­lop­pe­ment pour d’autres.

Repères
Les sciences cog­ni­tives ras­semblent l’en­semble des dis­ci­plines scien­ti­fiques consa­crées à l’é­tude de la pen­sée et par­ti­cu­liè­re­ment des méca­nismes de la connais­sance du monde phy­sique et social et de la com­mu­ni­ca­tion. Elles font lar­ge­ment appel à la modé­li­sa­tion des pro­ces­sus en jeu dans la per­cep­tion, la com­pré­hen­sion, le lan­gage, la cog­ni­tion sociale. Elles uti­lisent les acquis et tech­niques four­nis par de nom­breuses autres dis­ci­plines scien­ti­fiques et techniques.

Facteurs multiples

Car­to­gra­phier le cerveau ?
L’i­dée d’as­so­cier une région du cer­veau à une facul­té est ancienne, don­nant lieu à des hypo­thèses plus ou moins fan­tai­sistes : c’est ain­si qu’au début du xix^e siècle est appa­rue la phré­no­lo­gie de Gall. Mais, aujourd’­hui, les tech­niques de neu­ro-ima­ge­rie (élec­tro-encé­pha­lo­gra­phie, IRM fonc­tion­nelle, etc.) per­mettent des pro­grès incon­tes­tables dans la com­pré­hen­sion du cer­veau et remettent en cause le concept de » car­to­gra­phie « . Ain­si, plu­tôt que d’as­so­cier une fonc­tion à une aire céré­brale, on l’as­so­cie à un réseau de connec­ti­vi­tés ou à des syn­chro­ni­sa­tions de fré­quences dans dif­fé­rentes régions cérébrales

Le déve­lop­pe­ment est le pro­duit d’un nombre impor­tant de fac­teurs intri­qués dont aucun n’est signi­fi­ca­tif, pris iso­lé­ment. Pro­po­ser un modèle du déve­lop­pe­ment com­por­te­men­tal sup­pose de décons­truire des liai­sons étroites entre fac­teurs, de désem­boî­ter les pièces d’un sys­tème dynamique.

L’ap­proche natu­relle de la cau­sa­li­té nous mène à des rai­son­ne­ments simples de type ante hoc, prop­ter hoc (ce qui pré­cède est la cause de ce qui suit). Dans le cadre du déve­lop­pe­ment aus­si, nous sommes enclins à recher­cher des traces pré­coces de ce que l’on observe à un moment donné.

Le modèle linéaire du déve­lop­pe­ment sub­siste ain­si, bien qu’il y ait des tru­blions pour le mettre en défaut. L’un, la vica­riance, l’autre, l’hé­té­ro­chro­nie, abou­tissent à pré­fé­rer un modèle d’é­pi­ge­nèse probabiliste.

Épigenèse probabiliste

Chez un même indi­vi­du plu­sieurs pro­ces­sus sont sus­cep­tibles de rem­plir une même fonction

La vica­riance se réfère au constat qu’une même fonc­tion peut être rem­plie par plu­sieurs com­por­te­ments. Or le chan­ge­ment des moyens com­por­te­men­taux influence le fonc­tion­ne­ment ulté­rieur du cer­veau : com­ment prendre en compte ce phé­no­mène dans l’é­tude du déve­lop­pe­ment cérébral ?

L’hé­té­ro­chro­nie concerne le fait que le déve­lop­pe­ment d’un même enfant se fait à plu­sieurs vitesses selon les domaines : quel est l’im­pact de ces asy­mé­tries sur les connec­ti­vi­tés cérébrales ?

La vica­riance et l’hé­té­ro­chro­nie sont les ingré­dients prin­ci­paux des modèles d’é­pi­ge­nèse pro­ba­bi­liste qui conçoivent le nou­veau-né comme capable de recher­cher acti­ve­ment la nou­veau­té, de » choi­sir » ses expériences.

Plasticité cérébrale

Sys­tème neu­ro­nal miroir
On qua­li­fie ain­si un sys­tème neu­ro­nal ren­dant compte du fait que les mêmes zones céré­brales s’ac­tivent lors­qu’un sujet réa­lise une action et lors­qu’il observe un tiers réa­li­sant la même action. Ce sys­tème réa­lise un cou­plage direct entre per­cep­tion et action. Un dys­fonc­tion­ne­ment du sys­tème miroir pour­rait être impli­qué dans des psy­cho­pa­tho­lo­gies du développement.

Dans ce cadre com­plexe, quelle est la réponse des neu­ros­ciences ? Elles partent du constat de plas­ti­ci­té du cer­veau adulte et ciblent en quoi les réponses céré­brales de l’en­fant sont simi­laires. Ain­si, il a été mon­tré qu’à deux mois les poten­tiels évo­qués en réponse à la pré­sen­ta­tion de deux syl­labes dif­fé­rentes pré­sentent deux étapes fonc­tion­nelles dis­tinctes comme chez l’adulte.

La plas­ti­ci­té céré­brale est repré­sen­tée de façon spec­ta­cu­laire par les phé­no­mènes com­pen­sa­toires tel celui du cor­tex audi­tif de sourds, qui se met à répondre aux mou­ve­ments des lèvres, et, dans le cas de lan­gage signé, aux mou­ve­ments des doigts. Cette plas­ti­ci­té vica­riante pour­rait expli­quer le déve­lop­pe­ment. En par­ti­cu­lier, le réseau neu­ro­nal miroir allie la per­méa­bi­li­té aux actions des autres et l’in­fluence de répé­ti­tion d’observations.

Perception et action

Cer­taines études sug­gèrent qu’un sys­tème de cou­plage entre per­cep­tion et action pour­rait se déve­lop­per gra­duel­le­ment durant la période foe­tale sur la base d’ex­po­si­tions répé­tées à des sti­mu­li et d’as­so­cia­tions entre événements.

Rythme céré­bral
L’ac­ti­vi­té céré­brale donne nais­sance à des ondes élec­tro­ma­gné­tiques de faible ampli­tude, de l’ordre du micro­volt. Par­mi celles-ci, le rythme » mu » carac­té­rise des bandes de fré­quences com­prises entre 7 et 13 hertz. On a obser­vé que ce rythme se bloque non seule­ment lors­qu’un indi­vi­du est en mou­ve­ment, mais aus­si lors­qu’il observe un autre indi­vi­du en mouvement.

L’ac­ti­vi­té EEG (élec­tro-encé­pha­lo­gra­phique) d’un enfant de 36 mois regar­dant quel­qu’un des­si­ner ou des­si­nant lui-même s’est mani­fes­tée de façon simi­laire dans ces deux cas, révé­lant un cou­plage per­cep­tion-action ana­logue à celui de l’a­dulte. Un groupe de 15 enfants de 52 à 133 mois a mon­tré, comme c’est le cas chez les adultes, une décrois­sance d’am­pli­tude du » rythme mu » à la fois durant l’exé­cu­tion et l’ob­ser­va­tion de mou­ve­ments de pré­hen­sion. L’ab­sence de modu­la­tion du phé­no­mène par l’âge sug­gère l’hy­po­thèse d’un méca­nisme de cou­plage per­cep­tion-action pré­co­ce­ment éta­bli de façon stable.

Dynamique d’évolution

Ces recherches nous donnent un avant-goût appé­ti­tif des rap­ports entre neu­ros­ciences et déve­lop­pe­ment. Pour­tant, si l’on y regarde de près, les recherches actuelles se centrent sur­tout sur l’ob­jec­tif de retrou­ver le plus tôt pos­sible des méca­nismes recon­nus chez l’a­dulte, pour en cer­ner les traces précoces.

Les connexions sont les indices de la flexi­bi­li­té cérébrale

Mal­gré la plas­ti­ci­té recon­nue de l’ac­ti­vi­té céré­brale, l’op­tion majo­ri­taire reste celle d’un modèle linéaire, et peu de place est encore don­née à la ques­tion majeure de savoir ce qui se déve­loppe et change, dans l’ac­ti­vi­té céré­brale, au cours du déve­lop­pe­ment. Ce n’est pas le nombre de neu­rones, constant de la nais­sance à l’âge adulte, ce sont les connexions, indices de la flexi­bi­li­té céré­brale. Cette ques­tion pas­sion­nante reste un poin­tillé que les tech­niques de spec­tro­sco­pie infra­rouge aisé­ment uti­li­sables chez le bébé vont sans nul doute trans­for­mer en un clair des­sin dyna­mique : c’est en tout cas l’es­poir des développementalistes.

Spec­tro­sco­pie infrarouge
Les neu­ros­ciences font lar­ge­ment appel aux tech­niques de spec­tro­sco­pie infra­rouge, en par­ti­cu­lier dans le proche infra­rouge. Elles per­mettent de suivre indi­rec­te­ment l’ac­ti­vi­té des diverses zones du cer­veau à tra­vers les réac­tions phy­sio­lo­giques nées de cette activité.

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