DÉVELOPPEMENT : Déjà in utero le son impacte le cerveau

11 jours après la naissance chez la souris, 20 semaines de grossesse chez le fœtus humain

C’est le moment où commencent à se former les conduits auditifs.

Quelle influence de notre environnement sensoriel ? : « En tant que scientifiques, nous recherchons des réponses aux raisons fondamentales qui peuvent expliquer comment nous devenons les humains que nous sommes », explique le Dr Patrick Kanold, professeur de génie biomédical à l'Université Johns Hopkins et à l'École de médecine. « Cela implique de comprendre comment notre environnement sensoriel nous façonne et à quel stade du développement fœtal commence cette influence ». L’équipe de recherche s’est spécialisée sur la partie la plus externe du cerveau, le cortex, responsable de la perception sensorielle. Sous le cortex se trouve la substance blanche du cerveau qui abrite les connexions entre les neurones.

Une passerelle clé très précoce pour toutes les données sensorielles : tout au long du développement, la substance blanche comprend des neurones dits de « sous-plaque », qui sont parmi les premiers à se développer dans le cerveau. C'est le cas à environ 12 semaines de grossesse chez l’Homme et au cours de la 2è semaine « embryonnaire » chez la souris. Et c'est avec ces neurones que se forment les premières connexions. Ces neurones de la sous-plaque finissent par mourir au cours du développement chez les mammifères, y compris les souris. Chez l'homme, cela se produit peu de temps avant la naissance pendant les tout premiers mois de vie. Mais avant de mourir, ces neurones de la sous-plaque établissent des connexions ou une sorte de passerelle clé dans le cerveau pour toutes les informations sensorielles, entre le thalamus et les couches médianes du cortex.

Le rôle central du thalamus : le thalamus joue en effet un rôle d’intermédiaire pour la transmission des données visuelles, auditives et liées au toucher, expliquent les scientifiques. « Un dysfonctionnement dans le thalamus ou dans ses connexions avec le cortex, induit des problèmes de développement neurologique ». Ainsi, chez les adultes, les neurones du thalamus s'étirent et projettent de longues structures en forme de bras appelées axones vers les couches intermédiaires du cortex, mais durant la période de développement fœtal, les neurones de la sous-plaque font cette jonction entre le thalamus et le cortex, agissant comme une passerelle. À la fin des axones se trouve ce lien de communication entre les neurones, ou synapses.

L’environnement sonore modifie les connexions à un très très jeune âge : ainsi, chez des souris génétiquement modifiées dépourvues de protéines sur les cellules ciliées de l'oreille interne, donc « sourdes », les chercheurs constatent environ 25 à 30% de connexions en plus entre les neurones de la sous-plaque et d'autres neurones du cortex, par rapport aux souris âgées de 1 semaine ayant une audition normale et élevées dans un environnement normal. Cela suggère que

• les sons peuvent changer les circuits cérébraux à un très jeune âge ;
• ces changements dans les connexions neuronales se produisent plus précocement qu’on ne le pensait, avant même la formation des conduits auditifs ;
• lorsque les neurones sont privés d'entrée sonore, les neurones cherchent à se lier à d'autres neurones, pour compenser le manque de son : le manque de son réorganise les connexions dans le cortex immature ;
• des sons supplémentaires peuvent également influencer les connexions neuronales précoces chez des souris à audition normale : des souris âgées de 2 jours à audition normale placées dans une pièce totalement silencieuse présentent des connexions plus fortes entre la sous-plaque et les neurones corticaux que des souris placées dans une pièce dont le silence est interrompu par un bip sonore ;
• les souris soumises à un environnement avec bip sonore présentent des connexions plus diversifiées que celles élevées dans un environnement totalement silencieux.

Pris ensemble, ces résultats confirment que chez les « bébés » souris et avant même la formation de l’appareil auditif, la différence dans l'expérience sonore précoce laisse une trace dans le cerveau. Cette exposition au son a donc toute son importance pour le développement neurologique.

D’autres recherches vont tenter de déterminer comment une exposition précoce au son affecte le développement cérébral, un peu plus tard dans la vie notamment après la naissance. L’objectif est de mieux comprendre comment l'exposition au son in utero peut être bénéfique pour le développement humain.

L’étude qui ne fait qu’effleurer les effets d’une telle exposition précoce, confirme néanmoins l’impact significatif de l’environnement sensoriel in utero, dans le développement du cerveau.