Dans le monde du neurodéveloppement, une chose est claire: plus l’intervention est précoce, mieux c’est. La petite enfance est une période critique du développement du cerveau, et les neuroscientifiques identifient de plus en plus les facteurs qui peuvent avoir un impact négatif sur la cognition et ceux qui peuvent améliorer la cognition tôt dans la vie.
Lors de la réunion annuelle de la Cognitive Neuroscience Society (CNS), des chercheurs de l’Université du Minnesota présentent de nouveaux travaux sur deux interventions précoces: l’une sur l’utilisation potentielle de microbes intestinaux modifiés pour les nourrissons exposés aux antibiotiques et l’autre sur un supplément de choline pour traiter les nourrissons exposés prénatalement à l’alcool.
«Ces discussions soulignent comment les neurosciences basées sur le patient peuvent faire progresser le domaine des soins néonatals et infantiles, en fournissant des interventions fondées sur des données probantes pour améliorer la cognition», déclare Nathalie Maitre du Nationwide Children’s Hospital, qui préside le symposium CNS sur le cerveau néonatal et infantile. « Ils montrent également la nature interdisciplinaire de ce domaine, réunissant des médecins spécialistes de la neuroimagerie de pointe, ainsi que d’autres domaines spécialisés comme la microbiologie. »
Une approche microbienne de la santé infantile
En tant que pédiatre spécialisé dans les soins aux nouveau-nés malades, je suis toujours préoccupé par la façon dont les expositions précoces affectent les résultats de santé pertinents à long terme. «
Dr Cheryl Gale, Université du Minnesota
Son équipe a ainsi entrepris de combiner analyses génomiques microbiennes, approches computationnelles biologiques et évaluation fonctionnelle du cerveau pour mieux comprendre le neurodéveloppement chez le très jeune nourrisson.
Au CNS, Gale présentera de nouvelles recherches qui montrent que les nourrissons avec différentes compositions de bactéries intestinales traitent différemment les stimuli auditifs et visuels pendant les tâches de mémoire. «Ces résultats soulèvent la possibilité que les bactéries intestinales soient impliquées dans le développement des fonctions cérébrales», dit-elle.
L’étude, publiée en ligne dans Recherche pédiatrique et dirigé par Marie Hickey, compare l’activité cérébrale des nourrissons qui ont reçu des antibiotiques à ceux qui n’étaient pas dans leur premier mois de vie. Les chercheurs ont utilisé l’EEG pour enregistrer un type d’activité électrique appelé potentiel lié aux événements (ERP) dans le cerveau des nourrissons en réponse à la voix de leur mère ou à la voix d’un étranger – un type de mémoire appelé «mémoire de reconnaissance» qui peut être évaluée en préverbal. nourrissons avant que tout changement de comportement ne soit apparent.
« La mémoire de reconnaissance est l’un des premiers types de mémoire explicite à se développer et est connue pour être dépendante des structures du lobe temporal médial, y compris l’hippocampe, la région du cerveau affectée par la perturbation du microbiome dans les modèles animaux », explique Gale.
En effet, les recherches précédentes sur la connexion intestin-cerveau ont porté presque exclusivement sur des modèles animaux, ce qui rend cette étude humaine particulièrement précieuse et unique. Dans le même temps, la technique ERP a été largement utilisée dans d’autres recherches pour prédire avec succès une gamme de comportements, tels que le développement ultérieur du langage, la capacité de lecture et le risque d’autisme.
Les mesures de l’ERP des nourrissons exposés aux antibiotiques ont indiqué une réponse anormale à la voix de leur mère par rapport aux nourrissons non exposés aux antibiotiques. Tous les nourrissons étaient par ailleurs en bonne santé, et les chercheurs ont travaillé pour contrôler d’autres variables, telles que les réponses inflammatoires et l’âge gestationnel du nourrisson.
Alors que la nouvelle étude a montré une relation entre l’exposition précoce aux antibiotiques et la fonction cérébrale chez les participants, les chercheurs n’ont pas encore déterminé de relation de cause à effet. «Nous ne savons pas encore s’il existe une relation de cause à effet définitive entre les microbes et la fonction cérébrale chez les nourrissons humains, mais nous espérons que les recherches futures permettront de faire la lumière sur ce point», déclare Gale.
Le travail soulève la possibilité de créer des microbes artificiels comme une intervention pour aider les gens tôt dans la vie. «La petite enfance est une fenêtre temporelle critique pour le développement du cerveau, lorsque les interventions thérapeutiques peuvent avoir des effets sur le cours de la vie», explique Gale.
Un complément pour inverser les dommages
Malgré des décennies de recherche montrant les effets néfastes de la consommation d’alcool pendant la grossesse, le syndrome d’alcoolisme foetal est encore courant dans le monde – touchant environ 8 personnes sur 1000 dans la population générale, selon une étude de 2017 dans Pédiatrie JAMA. Le syndrome laisse les nourrissons avec des anomalies cérébrales structurelles et des troubles cognitifs, entre autres effets délétères.
Jeff Wozniak se souvient avoir rencontré ses premiers cas cliniques de troubles du spectre de l’alcoolisation foetale au début de sa carrière et se rendre compte pour la première fois «qu’il s’agissait d’une population très unique, mal comprise et aux besoins très élevés».
Il s’est également rendu compte qu’il y avait une absence d’études d’imagerie dans cette population. « Je me suis donc intéressé à utiliser certains des outils dont nous disposions ici à l’Université du Minnesota pour faire une imagerie de haute qualité de la structure et du fonctionnement du cerveau dans cette population sous-étudiée afin d’apprendre quelque chose sur la façon dont le cerveau est modifié par l’exposition prénatale à l’alcool à les premiers stades de développement. «
À partir de ces travaux, lui et ses collègues ont identifié un certain nombre de façons dont l’exposition prénatale à l’alcool provoque la perte de cellules cérébrales et l’interruption d’importants processus de développement, y compris l’expression génique. Par exemple, dit-il, l’alcool peut interférer avec les gènes impliqués dans le processus de myélinisation dans tout le cerveau.
Cette recherche a inclus des travaux sur un traitement potentiel, en particulier une intervention précoce en complétant avec la choline nutritive. Au cours d’une étude randomisée, en double aveugle et contrôlée par placebo d’une dizaine d’années, ils ont vu comment la supplémentation postnatale en choline chez les enfants de 2 à 5 ans exposés à l’alcool avant la naissance s’est traduite par des avantages cognitifs par rapport à ceux sans supplémentation.
Au CNS, il présentera les résultats des participants, quatre ans après leur supplémentation en choline et sans autre intervention depuis. Ceux qui ont reçu de la choline tôt dans la vie ont montré une intelligence non verbale plus élevée, des compétences visuelles et spatiales plus élevées, une capacité de mémoire de travail plus élevée, une meilleure mémoire verbale et moins de symptômes comportementaux de trouble déficitaire de l’attention avec hyperactivité (TDAH) que ceux du groupe placebo.
«Plus vous reculez et faites votre intervention, plus vous avez de poids pour modifier la trajectoire de développement de cet enfant en particulier», dit Wozniak. « C’était donc ce qui était passionnant de ramener ces enfants et de regarder leur développement et de voir des effets choline beaucoup plus importants par rapport au placebo dans les fonctions cognitives comme la mémoire de travail et même les différences de comportement en termes de TDAH. »
Le lien entre les nutriments et le développement du cerveau n’est pas nouveau; par exemple, l’acide folique est depuis longtemps un complément qui prévient les troubles du tube neural. Cependant, les études longitudinales qui testent les impacts de l’intervention nutritionnelle sur la cognition au fil du temps sont relativement nouvelles, marquant une convergence passionnante de la neuroscience cognitive et de la santé pédiatrique.
Wozniak voit ce travail comme le début d’un changement de paradigme potentiel pour aborder une gamme de trajectoires et de troubles neurodéveloppementaux.
«Nos interventions sont des petits pas, mais des pas de bébé vraiment importants, car ils nous montrent, à nous et aux autres, que nous ne devrions pas considérer ces conditions comme des blessures statiques qui ont eu lieu avant la naissance et que c’est la fin de l’histoire», dit-il. « Nous devrions plutôt apprendre quels processus de développement ont mal tourné et revenir le plus tôt possible en traitant ces enfants, en les identifiant et en les traitant de manière à optimiser le reste du développement neurologique. »
La source:
Société de neurosciences cognitives
