Vieillissement cérébral

PLASTICITE ET VIEILLISSEMENT CEREBRAL

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PLASTICITE ET VIEILLISSEMENT CEREBRAL

Mettre en place des stratégies de ralentissementdes processus de vieillissement cérébral

Le vieillissement est intimement lié à des modifications cognitives :

attention, mémoire, apprentissagesont les plus souvent touchés, du moins font l’objet des plaintes les plus fréquentes.

Que se passe-t-il en réalité ? Comment le neurone exprime-t-il le vieillissement ? Fonctionne-t-il moins bien ? Ou tout simplement est-il en train de dégénérer ou de mourir ?En fait à quel mécanisme imputer ces baisses de performances intellectuelles indissociables de l’avancée en âge ?

Pas de mort neuronale dans le vieillissementLes recherches dans ces domaines ont considérablement progressé, mais beaucoupd’inconnus demeurent.Il y a une vingtaine d’années prévalait l’idée qu’en vieillissant l’individu perdait dans certainerégion du cerveau des neurones. Mais on n’y voyait que l’avancée inexorable du temps.Aujourd’hui, les chercheurs ont bien mis en évidence une mort neuronale, mais elle survientplus tôt et est irrémédiablement associée à une pathologie comme la maladie d’Alzheimer, leParkinson ou la chorée de Hutington (mouvements anormaux qui donnent l’impression que lesmalades sont ivres en permanence). Il ne s’agit en rien de vieillissement normal.Alors si la cellule ne meurt pas, comment expliquer le vieillissement normal avec sa baisse desfonctions cognitives dont les chefs de file sont le petit trouble de mémoire, la diminution del’attention et de la résistance aux interférences, la difficulté d’élaborer des doubles taches ?Actuellement les neurophysiologistes pensent que le neurone est « malade » et fonctionnedonc plus ou moins bien mais il vit toujours : son activité énergétique serait diminuée, iléliminerait moins de déchets et les détritus s’accumuleraient.En fait toutes les plaintes cognitivismes des personnes âgés ne seraient que desconséquences de ces altérations cellulaires.Le Vieillissement, un style cognitif particulierOn est bien loin de la véritable pathologie dégénérative : pour des raisons mal connues(génétiques ?, environnementales ?), les neurones dégénèrent dans certaines zones ducerveau, comme au niveau de la mémoire pour la maladie d’Alzheimer ou de la régulationmotrice pour le Parkinson, aboutissant à plus ou moins longue échéance à une démence.Le vieillissement normal n’est pas non plus une étape préalable, un premier stade à unemaladie dégénérative. Il faut admettre que le vieillissement est tout simplement un stylecognitif particulier.


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Fédération pour la Recherche sur le Cerveau - Campagne du Neurodon 2004• 2 •Mais en réalité il n’y a pas de vieillissement des neurones pur. À partir d’un certain âge, tout le monde présente des pathologies multiples plus ou moins marquées :

des atteintes vasculaires (athérosclérose), des douleurs impliquant des réactions cognitives, ou la prise de médicaments qui influe aussi sur le neurone.

Il est donc très difficile pour les spécialistes de définir ce qu’est un neurone normal vieillissant, d’autant plus que les pathologies dégénératives démarrent tôt et restent longtemps silencieuses ou avec au début quelques conséquences banales sur la cognition.La réserve cérébraleLes épidémiologistes ont mis en évidence la notion de réserve cérébrale par stimulation du cerveau. Cette réserve permettrait ainsi de résister aux agressions du vieillissement, mais aussi à celles plus pathologiques des lésions vasculaires ou dégénératives.Une étude américaine réalisée chez des religieuses au sein d’un couvant (les sœurs avaientchoisi de faire progresser les recherches et se prêtaient donc à des investigations cliniques) amontré que l’intensité de l’activité cognitive a un effet protecteur vis-à-vis de la maladied’Alzheimer. Cet effet est d’autant plus marqué que la stimulation cérébrale est importante,qu’elle a démarré tôt, les premières années de la vie et s’est poursuivie tout au long del’existence.L’étude Paquid (étude française sur la maladie d’Alzheimer) a également montré que lesloisirs, en stimulant le cerveau, seraient protecteurs :

un bas niveau socioculturel ou d’occupation sociale apparaissent comme d’importants facteurs de risque de maladied’Alzheimer. Ainsi à risque égal, celui qui a eu une activité cérébrale importante et la poursuit, n’échapperapas à un Alzheimer ou à des lésions vasculaires si ces affections doivent survenir, mais il s’endéfendra mieux et elles apparaîtront plus tard.

En effet, la plasticité cérébrale persiste aux 3èmeet 4e âge.Un outil thérapeutique :

stimuler la plasticité cérébraleLes recherches physiologiques ont donc montré que l’activité cognitive stimule le cerveau parl’établissement de connexions synaptiques qui consisteront à créer une véritable réserve quiprotègeront pendant un certain temps d’éventuelles lésions pathologiques.Ces notions sont aujourd’hui érigées en véritable stratégie thérapeutique nonmédicamenteuse. Les scientifiques pensent que la stimulation cérébrale (lectures, sorties,rencontre et confrontation avec les autres, non-refus de l’innovation, refus de la routine,bénévolat...) est un excellent moyen pour prévenir les décompensations cérébrales. Il fautappliquer ces règles tout au long de la vie et en particulier au moment de la retraite.L’important est la multiplicité des activités et leur diversité : faire des mots croisés toute lajournée est loin d’être suffisant.La création (la musique, la peinture...) aurait aussi un effet très positif de stimulation de laplasticité cérébrale.Ainsi des groupes de stimulation collective, d’arthérapie ou de musicothérapie trouvent touteleur justification. Certains sont prêts à être mis en place dans les groupes « mémoire » dedifférents hôpitaux.Côté médicament, des recherches ont également été menées : des vitamines comme lavitamine E ou des produits dérivés du Ginko sont actuellement à l’étude ; ils auraient despropriétés protectrices, tout comme le régime méditerranéen et la consommation importantede poissons en favorisant la résistance du neurone aux agressions.


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Fédération pour la Recherche sur le Cerveau - Campagne du Neurodon 2004• 3 •LA PASTICITÉ CÉRÉBRALE,QUE SAIT ON ? QUE PEUT-ON ?La plasticité cérébrale est la capacité que possède le cerveau à réorganiser ses réseaux deneurones en fonction des stimuli extérieurs et des expériences vécues par l’individu oud’adapter son fonctionnement suite à un traumatisme ou à une maladie.Ce concept bénéficie aujourd’hui d’un essor considérable.Toutes les recherches autour de ce thème ouvrent la voie à des progrès thérapeutiquesd’avenir.De la rigidité à la plasticitéIl y a une vingtaine d’années, les neurologues pensaient qu’une fois la maturation cérébraleacquise, plus rien ne se passait dans le cerveau. Il était devenu stable, rigide : le neuronemature ne pouvant se diviser, pour les scientifiques, il était impossible de s’enrichir ennouveaux neurones ; les acquisitions essentielles étaient faites dans l’enfance grâce àl’établissement des principales connexions, et ces dernières étant établies une fois pour toute,il était difficile d’acquérir d’autres compétences passé un certain age.Or, depuis une vingtaine d’années, les études se multiplient pour mettre en évidence laremarquable capacité du cerveau, jeune comme âgé, à s’adapter et se transformer enfonction de l’environnement, à remodeler les connexions entre ses neurones de façon àaménager des chemins privilégiés pour faire circuler des informations importantes. Le nombrede connexions est ainsi augmenté, d’autres neurones sont recrutés et une plus grandequantité de neuromédiateurs est libérée.Un formidable pouvoir de réparation...Ces phénomènes sont à la base de tout processus de mémoire et d’apprentissage, mais ilspeuvent également intervenir pour répondre à des agressions et compenser les effets delésions cérébrales en aménageant de nouveaux réseaux.Et cette réparation « naturelle » peut aller au-delà et peut interférer avec les médicamentsdonnés pour une pathologie cérébrale. La notion de plasticité permettrait alors de comprendreles effets secondaires de certains médicaments, comme on le voit dans la maladie deParkinson.....avec des espoirs thérapeutiques réelsDéclenchée à bon escient, maîtrisée, cette formidable possibilité de réadaptation des neuroneslaisse envisager dans quelques années de larges applications thérapeutiques dans denombreuses maladies neurologiques.La recherche au premier planCes notions relativement récentes font l’objet de recherches dans de nombreux laboratoiresen France et à l’étranger. Les avancées sont considérables et permettent de voir de


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Fédération pour la Recherche sur le Cerveau - Campagne du Neurodon 2004• 4 •formidables champs d’application dans la compréhension des modes de fonctionnementnormal du cerveau, tout comme dans celui de pathologies aussi fréquentes que la maladie deParkinson ou l’Alzheimer. Mais le chemin est encore long pour une application thérapeutique.La recherche doit se poursuivre. Mais la recherche doit être aidée. La FRC œuvre dans cesens et dans une période où les budgets de la recherche d’état traversent une crise, desinitiatives comme celle de la FRC permettent à des laboratoires de recherche de poursuivreleur travail.L’enjeu est de taille : guérir des maladies neurodégénératives comme le Parkinson oul’Alzheimer ou de dysfonctionnement comme l’épilepsie.


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Fédération pour la Recherche sur le Cerveau - Campagne du Neurodon 2004• 5 •LES DIFFERENTS VISAGES DE LA PLASTICITE CEREBRALEDe la plastique à la pratique1° - Création de nouveaux neurones ... ou la souris réparéeOn savait depuis longtemps que les insectes, les poissons pouvaient tout au long de leur viefabriquer de nouveaux neurones cérébraux, mais cette fonction n’était pas pour l’homme, unêtre pourtant supérieur car il possède parole et intelligence. Du moins l’a-t-on cru, jusqu’àune dizaine d’années.Les scientifiques se basaient sur deux notions pour rendre compte de cette impossibilité : lapremière, toujours d’actualité, est que le neurone adulte, mature, ne peut pas se répliquer ; ladeuxième, battue en brèche actuellement, est que le cerveau adulte ne contenait pas decellules souches. Pour ces 2 raisons, toute fabrication de neurones nouveaux étaitinenvisageable. On pensait même que la présence de nouveaux neurones pouvait être néfasteen déréglant les réseaux déjà établis.Or des études réalisées chez l’animal dans un premier temps, puis chez l’homme ont prouvé lecontraire. Elles ont mis en évidence dans des endroits bien spécifiques du cerveau de la souriscomme de l’homme adulte (l’hippocampe et le bulbe olfactif), des cellules souches capablesde fabriquer de nouveaux neurones. Ces neurones, et ce n’était pas évident, auraient lesmêmes qualités que des neurones préexistants.Ce qui est étonnant dans cette étude, c’est que la fabrication des nouveaux neurones estmodulée par l’environnement et l’expérience des animaux.Ce phénomène de fabrication de nouveaux neurones n’a pas été pour l’instant observé dansd’autres parties du cerveau.L’hippocampe joue un rôle important dans l’apprentissage normal mais aussi dans la mémoireet le comportement émotionnel. La perte de cette capacité de neurogénèse peut être encause dans certaines pathologies comme l’épilepsie, la dépression ou les accidents vasculairescérébraux.Il est indéniable que ces découvertes ouvrent une ère nouvelle dans la compréhension desmécanismes de la mémoire et du comportement et peut-être de nouvelles perspectivesthérapeutiques dans des pathologies comme les accidents vasculaires cérébraux et l’épilepsie.Réf : Gage F. J Neurosci 2002 ;22 :612-3Van Praag H. Nature 2002 ; 45 : 1030-4Song H. et al. Nature 2002 ; 417 : 29-32° - Les reconnexions... ou les mains reconnuesLes systèmes moteurs et sensori-moteurs du cerveau font preuve également d’une grandeplasticité grâce aux connexions entre neurones qui peuvent de nouveau s’établir après unepériode de rupture. Plus concrètement des neurones qui ne communiquaient pluscommuniquent de nouveau.Un bel exemple est donné par une expérience menée à la Salpétrière par l’équipe desDocteurs Meunier et Vidailhet sur les patients atteints de trouble du tonus dont les mains etles doigts sont tordus par l’hypertonie. Ainsi les doigts se chevauchent de façon permanenteen particulier le 5erecouvre les autres. Il a été montré en stimulant ces doigts, que lareprésentation géographique des doigts au niveau du cerveau était inversée et cette inversionse retrouvait même du côté sain.


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Fédération pour la Recherche sur le Cerveau - Campagne du Neurodon 2004• 6 •Un autre exemple (1) tout aussi spectaculaire est la façon dont un patient greffé des 2 mainsa pu réorganiser son cerveau après des années d’amputation. L’amputation crée petit à petitune diminution de la représentation de la main au profit du coude par exemple et des musclesde l’avant-bras qui ont alors une représentation corticale très large. Mais après la greffe, lecerveau finit par reconnaître les mains greffées et leur redonne, dans les 2 mois qui suivent, laplace qu’elles avaient avant. De nouvelles connexions, visualisées par l’IRM fonctionnelle, sesont établies, par réactivation des neurones qui avaient été mis en sommeil aprèsl’amputation, faute de fonctionner.Ainsi la plasticité cérébrale se fait selon le schéma normal de représentation du corps, celuiqui prévalait avant l’amputation.(1) Réf : Pascal Giraux. Nature Neuroscience, juillet 2001.3° - La plasticité cérébrale dans la maladie de Parkinson ou... Comment mieuxcomprendre les effets délétères des médicamentsLa maladie de Parkinson se caractérise par la disparition de neurones sécrètant la dopaminequi intervient dans le bon fonctionnement de nombreuses régions du cerveau. La dopamineest indispensable à la survie des cellules. C’est un neurotransmetteur, c’est-à-dire unesubstance chimique libérée par les neurones. Elle permet de transmettre les influx au niveaudes jonctions entre les cellules nerveuses. Elle se lie à des récepteurs spécifiques, lesrécepteurs à la dopamine.Pour soigner la maladie on donne donc de la L Dopa, le précurseur de la dopamine. Ladopamine ne peut fonctionner que si le récepteur cellulaire est à sa place. Or cesmédicaments peuvent entraîner une internalisationde la serrure, c’est-à-dire des récepteurspour éviter une stimulation neuronale constante.Cependant, plus de récepteur signifie plus de dopamine : c’est ce qu’il se produit parfois aubout de quelques années de traitement où l’on se rend compte que la dopamine devientmoins efficace. Le patient se retrouve alors bloqué.Une des équipes de la Salpétrière du Professeur Etienne Hirsch travaille actuellement sur ce.Autre manifestation de la plasticité cérébrale, l’apparition sous traitement d’un autre type derécepteur à la dopamine : la cellule devient alors très sensible à la dopamine et le patienttraité présente des mouvements anormaux. (Travaux du Docteur Pierre Sokoloff qui abénéficié d’un contrat avec la FRC).La plasticité cérébrale très étudiée dans la maladie de Parkinson permettrait ainsi decomprendre pourquoi le traitement devient inefficace ou trop efficace au bout d’un certainnombre d’années.


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Fédération pour la Recherche sur le Cerveau - Campagne du Neurodon 2004• 7 •PLASTICITE CEREBRALE ET ENFANTTout n’est pas perdu, ses capacités de récupération sont optimum !Chez l’enfant, le stock de cellules cérébrales, les neurones, est établi dès 20 semaines de grossesse ets’élève à 100 milliards de cellules. Ensuite il n’y aura plus de nouveaux neurones, mais il se produitune prolifération des liaisons (les synapses) entre les différents neurones. Cette prolifération va êtreconsidérable avec, au moment de la naissance, une densité synaptique considérablement supérieure(95 % de plus) à celle de l’adulte. Puis, tout au long de l’enfance, va se produire une sélection dessynapses fonctionnelles avec en parallèle, une suppression des synapses non fonctionnelles, jusqu’àaboutir à une densité égale à celle de l’adulte entre 11 et 16 ans.Cette faculté de connexion entre les neurones permet tous les apprentissages qui paraissent si aiséschez l’enfant. Elle permet aussi de limiter les dégâts » quand surviennent des lésions cérébralesquelles qu’elles soient. Une prise en charge de ces enfants, précoce, régulière, permet de stimuler lesneurones sains, de créer de nouvelles connexions entre eux et ainsi de développer d’autres circuitsmoteurs et sensoriels suppléant les cellules lésées.Par exemple : les enfants Infirmes Moteurs Cérébraux souffrent de troubles moteurs etsensoriels multiples, séquelles de lésions cérébrales pré ou périnatales. Il faut donc très tôt, dès l’agede 6 mois de façon idéale, évaluer ces déficits et les traiter » par des apprentissagespluridisciplinaires. Mais plus tard, quand l’enfant est en âge scolaire, si la rééducation est moinsperformante, elle demeure cependant efficace et doit être absolument entreprise.Ceci suppose cependant que les neurones ne soient pas trop lésés. C’est ce que l’on peut aussiespérer en cas de traumatisme crânien. Grâce à la réactivation de la plasticité cérébrale, il seproduit des modifications plus ou moins importantes au niveau des réseaux de neurones quiconcernent ceux directement touchés par l’agression, comme ceux auxquels ils sont connectés. Ainsiles zones non lésées peuvent en partie suppléer les zones lésées, après rééducation appropriée quiréactivera ces connexions inter neuronales.Même possibilité de récupération chez l’enfant épileptique. Des crises survenant en pleineconstruction du cerveau, peuvent interférer avec le développement des réseaux de neurones et créerdes troubles cognitifs plus ou moins sévères. Grace à la plasticité cérébrale de ces enfants, desrécupérations plus ou moins totales sont possibles lorsque l’épilepsie est contrôlée par desmédicaments ou après intervention chirurgicale.Dans tous ces cas, il apparaît que la récupération de lésions cérébrales est en partie possible chezl’enfant à condition de diagnostiquer très tôt les déficits, puis de mettre ne route pas une rééducationadaptée : la meilleure connaissance des circuits neuronaux et de leur plasticité peut donc être d’ungrand bénéfice.***

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