La courbe de croissance du cerveau pourrait détecter des problèmes d'attention

Lorsque nous emmenons nos jeunes enfants chez le médecin pour un bilan de santé, un élément important de la visite consiste à tracer puis à suivre le développement de l’enfant sur un tableau taille / poids normalisé. Cette comparaison nous permet de savoir si notre enfant se développe correctement.

Les chercheurs de la faculté de médecine de l’Université du Michigan proposent une méthode similaire pour déterminer si le cerveau d’un enfant est en bonne voie pour ses capacités d’attention saines. Ils pensent qu'il est possible de créer une courbe de croissance des réseaux cérébraux qui pourrait identifier les premiers signes de difficultés d'attention et, potentiellement, de trouble d'hyperactivité avec déficit de l'attention.

Pour tester leur théorie, les chercheurs ont créé une courbe de croissance expérimentale en cartographiant le développement des réseaux cérébraux chez plus de 500 enfants et adolescents. Ils ont constaté que les réseaux sont sous-développés chez ceux qui ont des difficultés d'attention.

Bien que le concept en soit à ses débuts, le développement futur de la technique pourrait se traduire par de meilleures chances pour les enfants d'obtenir un diagnostic ferme de TDAH plus tôt. Cela pourrait également aider à déterminer si leur traitement du TDAH améliore le fonctionnement de leur attention, ce qui peut les aider à l'école et dans la vie.

La recherche, publiée dansPsychiatrie JAMA, montre le potentiel des «biomarqueurs» d'imagerie cérébrale pour les problèmes d'attention. Mais l'idée pourrait s'étendre à d'autres conditions psychologiques.

Les graphiques de croissance traditionnels montrent la taille et le poids d’un enfant sous forme de points sur des courbes basées sur des données provenant de centaines de milliers d’autres enfants et indiquent un développement normal, presque normal et problématique.

«Les courbes de croissance permettent à une famille et à leur médecin de repérer rapidement le développement problématique et, si nécessaire, d'intervenir de manière appropriée», a déclaré le chef d'équipe et psychiatre Chandra Sripada, M.D., Ph.D.

«À l'avenir, nous voulons fournir aux cliniciens le même type de conseils sur le développement du cerveau que nous pouvons sur des choses comme la taille et le poids.»

Les chercheurs ont lancé le concept de diagramme de croissance après avoir remarqué une lacune dans l'état de la science.

L'auteur principal Daniel Kessler a déclaré: «Nous savions que la capacité de maintenir l'attention pendant une période prolongée augmente considérablement pendant l'enfance et l'adolescence. Nous savions également qu'au cours de la même période, il y a de grands changements dans les réseaux cérébraux impliqués dans l'attention.

Les connaissances ont conduit à l'idée de la cartographie de la croissance comme moyen de tester si ces deux modèles étaient liés: les enfants avec des réseaux cérébraux sous-développés auraient-ils également plus de difficulté à attirer l'attention?

Pour tester la théorie, les chercheurs et collègue Michael Angstadt, M.A.S., ont utilisé les données de 519 enfants et adolescents qui ont subi des tests génétiques, une imagerie cérébrale et des tests de leur développement cognitif dans le cadre de la Philadelphia Neurodevelopmental Cohort basée à l'Université de Pennsylvanie.

Les chercheurs ont créé des courbes de croissance reflétant la configuration de ce que l'on appelle les réseaux de connectivité intrinsèque, unités importantes de l'organisation fonctionnelle du cerveau. La façon dont ces réseaux interagissent peut être la clé d'une attention saine.

Par exemple, l'un appelé réseau en mode par défaut semble être impliqué dans la rêverie et la pensée centrée sur l'intérieur, tandis qu'un autre ensemble de réseaux est impliqué dans des tâches cognitivement exigeantes.

Au fur et à mesure que nous passons d'enfants à adultes, ces deux systèmes deviennent plus définis et séparés, fonctionnant en tandem comme des pistons: quand l'un est allumé, l'autre s'éteint, expliquent les chercheurs.

Mais chez les enfants et ceux qui ont des difficultés d'attention, les «pistons» ont souvent des ratés: le réseau en mode par défaut s'allume et interrompt les autres réseaux, interrompant ainsi l'attention.

Les données de base utilisées dans le graphique de croissance de l'attention ont été capturées en utilisant un test standard pour mesurer le fonctionnement de l'attention. Le test demandait aux enfants de répondre à une séquence de lettres et de chiffres sur un écran d'ordinateur.

Les chercheurs du Michigan ont ensuite comparé le développement du cerveau observé sur les scans au fonctionnement de l'attention. Il s'est avéré qu'ils pouvaient en fait prédire les performances d'un enfant au test d'attention en fonction de sa place sur (ou hors) la courbe de croissance du réseau cérébral.

Les enfants présentant des symptômes de TDAH et ceux dont les performances aux tests d'attention étaient les plus faibles pour leur âge étaient les plus éloignés de la courbe du développement du réseau cérébral.

«Ces courbes de croissance du réseau cérébral sont très prometteuses», a déclaré Sripada. «Mais ils sont loin d'être prêts pour une utilisation clinique.»

La recherche a utilisé l'imagerie IRM avancée, mais Sripada et ses collègues espèrent développer des moyens de suivre la maturité du réseau en utilisant des techniques moins coûteuses telles que l'électroencéphalographie ou l'EEG.

La prochaine étape de recherche est déjà en cours pour voir si la méthode de cartographie de la croissance sera utile dans l'étude sur le développement cognitif du cerveau de l'adolescent (ABCD en abrégé) qui impliquera 10 000 adolescents sur plusieurs années.

«L'étude ABCD est d'une taille sans précédent et offre une réelle chance de développer des courbes de croissance définitives pour les réseaux cérébraux», a expliqué Sripada.

«Nous avons l'occasion de comprendre comment le développement du réseau cérébral est lié à une variété de résultats, notamment la cognition, les émotions, la personnalité et le comportement.»

Source: Université du Michigan