Nouvelle recherche: les troubles d’apprentissage chez les enfants sont un problème de connectivité cérébrale

Une nouvelle recherche renverse la croyance antérieure selon laquelle les difficultés d’apprentissage des enfants correspondent à des problèmes dans des régions spécifiques du cerveau. Les scientifiques de l’Université de Cambridge pensent maintenant que la faible connectivité entre les «centres» du cerveau est beaucoup plus étroitement liée aux difficultés d’éducation des enfants.

Les résultats peuvent expliquer pourquoi les traitements médicamenteux ne se sont pas avérés efficaces pour les troubles d'apprentissage du développement. Le méthylphénidate (Ritalin), par exemple, qui est utilisé pour traiter le TDAH, semble réduire l'hyperactivité, mais ne résout pas les difficultés cognitives ou n'améliore pas les progrès scolaires.

Les médicaments ont tendance à cibler des types spécifiques de cellules nerveuses, mais n’auraient que peu d’impact sur une organisation «basée sur un centre» qui a émergé pendant de nombreuses années. Une meilleure compréhension des troubles d’apprentissage chez les enfants est essentielle car ces problèmes touchent une large population. Les experts affirment qu'entre 14% et 30% des enfants et adolescents dans le monde ont des difficultés d'apprentissage suffisamment graves pour nécessiter un soutien supplémentaire.

Ces difficultés sont souvent associées à des problèmes cognitifs et / ou comportementaux. Dans certains cas, les enfants qui éprouvent des difficultés à l'école reçoivent un diagnostic formel d'une difficulté ou d'un handicap d'apprentissage spécifique. Les enfants reçoivent généralement un diagnostic tel que dyslexie, dyscalculie ou trouble du développement du langage. Ou, d'un trouble du développement tel qu'un trouble du déficit de l'attention et d'hyperactivité (TDAH), une dyspraxie ou un trouble du spectre autistique.

Historiquement, les scientifiques ont eu du mal à identifier des zones spécifiques du cerveau qui pourraient donner lieu à ces difficultés, avec des études impliquant une myriade de régions cérébrales. Le TDAH, par exemple, a été lié au cortex cingulaire antérieur, au noyau caudé, au pallidum, au striatum, au cervelet, au cortex préfrontal, au cortex prémoteur et à la plupart des parties du lobe pariétal.

La complexité de poser un diagnostic définitif ou de spécifier un site spécifique d'implication a été justifiée par l'explication que chaque diagnostic diffère tellement entre un individu et l'autre, que chacun implique différentes combinaisons de régions cérébrales.

Maintenant, une explication plus provocante a été proposée par une équipe de scientifiques de la MRC Cognition and Brain Sciences Unit, Université de Cambridge. Ils pensent qu'il n'y a, en fait, aucune zone cérébrale spécifique qui cause ces difficultés.

Pour tester leur hypothèse, les chercheurs ont utilisé l'apprentissage automatique pour cartographier les différences cérébrales dans un groupe de près de 479 enfants, dont 337 avaient été référés avec des problèmes cognitifs liés à l'apprentissage et 142 à partir d'un échantillon de comparaison. L'algorithme a interprété des données provenant d'une grande batterie de mesures cognitives, d'apprentissage et comportementales, ainsi que de scintigraphies cérébrales prises à l'aide de l'imagerie par résonance magnétique (IRM).

Les résultats apparaissent dans le journal Biologie actuelle.

Les chercheurs ont découvert que les différences cérébrales ne correspondaient à aucune étiquette que les enfants avaient reçue - par exemple, aucune région cérébrale ne prédisait un TSA ou un TDAH.

Plus surprenant, ils ont constaté que les différentes régions du cerveau ne prédisaient même pas les difficultés cognitives spécifiques. Il n'y avait pas de déficit cérébral spécifique pour les problèmes de langage ou de mémoire, par exemple.

Au lieu de cela, l'équipe a constaté que le cerveau des enfants était organisé autour de hubs, comme un système de circulation ou un réseau social efficace. Les enfants qui avaient des centres cérébraux bien connectés avaient soit des difficultés cognitives très spécifiques, telles que de faibles capacités d'écoute, ou n'avaient pas du tout de difficultés cognitives.

En revanche, les enfants dont les hubs sont mal connectés - comme une gare avec peu ou de mauvaises connexions - avaient des problèmes cognitifs étendus et graves.

«Les scientifiques affirment depuis des décennies qu’il existe des régions cérébrales spécifiques qui prédisent un trouble ou une difficulté d’apprentissage particulier, mais nous avons montré que ce n’était pas le cas», a déclaré le Dr Duncan Astle, auteur principal de l’étude.

«En fait, il est beaucoup plus important de considérer comment ces zones cérébrales sont connectées, en particulier si elles sont connectées via des hubs. La gravité des difficultés d'apprentissage était fortement associée à la connectivité de ces hubs, pensons-nous, car ces hubs jouent un rôle clé dans le partage d'informations entre les zones du cerveau.

Astle a déclaré qu'une implication de leur travail est qu'il suggère que les interventions devraient être moins dépendantes des étiquettes diagnostiques.

«Recevoir un diagnostic est important pour les familles. Elle peut donner une reconnaissance professionnelle aux difficultés d’un enfant et ouvrir la porte à un soutien spécialisé. Mais en termes d’interventions spécifiques, par exemple de la part des enseignants de l’enfant, elles peuvent être une distraction.

«Il est préférable d'examiner leurs domaines de difficultés cognitives et comment celles-ci peuvent être soutenues, par exemple en utilisant des interventions spécifiques pour améliorer les capacités d'écoute ou les compétences linguistiques, ou des interventions qui seraient bonnes pour toute la classe, comme comment réduire le travail demandes de mémoire pendant l’apprentissage. »

Les auteurs de l'étude reconnaissent qu'il s'agit de la première étude à suggérer que les centres et leurs connexions jouent un rôle clé dans les difficultés d'apprentissage et les troubles du développement. Cependant, leur importance dans les troubles cérébraux devient de plus en plus claire ces dernières années. Des chercheurs de Cambridge ont précédemment montré qu'ils jouent également un rôle important dans les troubles de santé mentale qui commencent à apparaître à l'adolescence, comme la schizophrénie.

Source: Université de Cambridge