Qu'est-ce que la plasticité cérébrale?

Le plasticité cérébrale, neuroplasticité ou plasticité neuronale C'est le potentiel du système nerveux à s'adapter et à restructurer ses connexions nerveuses en réponse à une expérience sensorielle, à l'entrée de nouvelles informations, au processus de développement et même à des dommages ou à un dysfonctionnement.

Décrit le changement durable du cerveau au cours de la vie d'un individu. Le terme a gagné en popularité dans la seconde moitié du 20ème siècle, lorsque les recherches ont montré que de nombreux aspects du cerveau peuvent être altérés (ils sont "plastiques") même à l'âge adulte.

Cette notion contraste avec le consensus scientifique antérieur selon lequel le cerveau se développe pendant une période critique de l'enfance et reste ensuite relativement inchangé.

La neuroplasticité peut être définie comme une propriété intrinsèque du système nerveux (SN). Nous le gardons comme un enfant tout au long de notre vie et cela nous offre la possibilité de modifier et d'adapter à la fois les fonctions et la structure de notre système nerveux (Pascual-Leone et al., 2011).

Les preuves scientifiques ont démontré de manière convaincante que notre cerveau ne reste pas immuable, les expériences et l'apprentissage nous permettent de nous adapter rapidement et efficacement aux exigences environnementales changeantes.

En conséquence de chaque expérience sensorielle, activité motrice, association, récompense, plan d'action, notre cerveau change constamment (Pascual-Leone et al., 2011).

Caractéristiques et définition de la plasticité cérébrale

Normalement, la plasticité cérébrale est généralement liée à l'apprentissage qui se déroule au stade infantile (Garcés-Vieira et Suárez-Escudero, 2014). Traditionnellement, on pensait qu'une fois l'âge adulte atteint, il n'existait aucune possibilité d'adaptation et de modification de notre structure neurale.

Les données actuelles montrent que notre structure cérébrale est capable de s'adapter à différentes circonstances, tant dans l'enfance, l'adolescence et l'âge adulte, que dans des situations de lésions cérébrales importantes (Garcés-Vieira et Suárez-Escudero, 2014).

Ramón y Cajal il fut le premier à proposer le concept de plasticité comme base physique de l'apprentissage et de la mémoire (Morgado, 2005). Basé sur l'observation des préparations histologiques, il a proposé que l'apprentissage produise des changements structurels, ces changements étant strictement nécessaires à la formation de nouveaux souvenirs (Mayford et al., 2012).

D'autre part, c'est Donald Hebb qui a montré le concept de plasticité associative comme mécanisme permettant de modifier les connexions structurelles de notre cerveau (Morgado, 2005). Kandel, Grâce à ses études sur l'aplysie, il est parvenu à des conclusions similaires, car il a observé que de nouveaux apprentissages chez cet invertébré entraînaient également des modifications structurelles telles que la formation, la stabilisation et l'élimination des épines.

En outre, William James a proposé la définition suivante du concept de plasticité: "possession d'une structure suffisamment faible pour laisser la place à une influence, mais suffisamment forte pour ne pas céder tout à la fois".

La plasticité est essentielle pour l'établissement et la maintenance des circuits cérébraux. Cela peut être un mécanisme bénéfique pour l'individu, car cela nous permet d'acquérir de nouvelles compétences ou de nous adapter après une blessure, mais cela peut aussi devenir un mécanisme pathologique provoquant une grande variété de symptômes.

Ainsi, le fonctionnement normal des mécanismes plastiques peut aggraver les manifestations d'une mutation génétique ou d'un événement environnemental dommageable et le développement déficient des mécanismes plastiques peut également induire des manifestations anormales (Pascual-Leone et al., 2011).

Un déficit de plasticité signifie que le cerveau est incapable de s'adapter aux exigences environnementales. En revanche, si le cerveau est trop plastique, les connexions structurelles peuvent être instables et les systèmes fonctionnels nécessaires à la cognition et au comportement peuvent être compromis (Pascual-Leone et al., 2011).

Malgré l'apparition de processus anormaux dans les mécanismes plastiques, le cerveau est une structure très interconnectée. Par conséquent, la plasticité intervient dans les multiples niveaux de notre système nerveux, des microcircuits aux grands réseaux. Les changements les plus ciblés et les plus locaux peuvent être compensés au niveau du circuit, empêchant ainsi une détérioration significative du comportement (Pascual-Leone et al., 2011).

Des études récentes ont montré que les processus d'apprentissage et de mémoire entraînent des modifications de la connectivité synaptique par le biais de processus de gain, de stabilisation ou de perte, ce qui conduit à réfléchir à l'importance de ces processus plastiques (Caroni et al., 2012).

Les premières études menées avec le microscope ont révélé que la plasticité synaptique pouvait entraîner des altérations de la taille et de la forme des dendritiques (Mayford et al., 2012). Dans le cas de l'apprentissage de la motricité, on peut observer une croissance des épines dendritiques de certaines populations neuronales (Caroni et al., 2012), conséquence de mécanismes cellulaires et moléculaires déterminés. (Mayford et al., 2012).

Bien que les changements se produisent au niveau local, pouvoir augmente ou diminue le nombre d'épines dendritiques dans certaines zones, ces changements affectent global puisque le cerveau est un système qui agit à l'échelle mondiale se produisant augmente et diminue dans les parties locales.

Changements plastiques tout au long de la vie (développement)

Comme nous l'avons mentionné précédemment, le processus de plasticité cérébrale joue un rôle important tout au long de la vie. Cependant, il y a des périodes au cours desquelles il est plus essentiel.

Dans le cas de l'enfance, le cerveau se trouve dans une situation hautement modifiable en raison de l'entrée massive d'expériences et de nouvelles connaissances. La plasticité cérébrale chez les enfants est maximale, ce qui permet d'incorporer de nouveaux apprentissages et de nouveaux souvenirs à leur répertoire cognitivo-comportemental.

Ces mécanismes plastiques, que l'individu se développe, montrent une tendance à la baisse, à savoir qu'il existe une association entre l'âge et de réduire l'ampleur de ce processus (Pascual-Leone et al., 2011).

Malgré cette tendance généralisée, chaque personne montre une trajectoire différente. En fonction des facteurs génétiques intrinsèques et les facteurs environnementaux spécifiques auxquels nous sommes exposés, chacun présente une seule opération en attente de la plasticité du cerveau (Pascual-Leone et al., 2011).

Les facteurs importants à prendre en compte qui contribuent probablement aux différences, les mécanismes génétiques et épigénétiques (par exemple, les polymorphismes, l'expression des gènes), les facteurs hormonaux (par exemple, le sexe, le cycle menstruel), la morbidité (par exemple le diabète sont , le cancer ou les infections) et des expériences de vie (par exemple, les lésions cérébrales traumatiques, l'exposition à des toxines, le stress, le manque de sommeil, la toxicomanie, la réserve cognitive, une mauvaise alimentation, mode de vie sédentaire, etc.) (Pascual-Leone et al., 2011).

Différentes études utilisant l'imagerie imagerie par résonance magnétique fonctionnelle et structurelle, la tomographie par émission de positons et d'autres techniques d'imagerie ont fourni des preuves à l'affirmation selon laquelle la plasticité subit des changements tout au long de la vie.

Par exemple, des études ont systématiquement identifié l'association transversale entre l'âge et les changements morphométriques du cerveau allant amincissement cortical régionale, les réductions de volume et sous-corticales dilatation ventriculaire (Pascual-Leone et al., 2011).

D'autre part, il y a des changements associés au vieillissement dans l'exécution des tâches cognitives, des changements dans l'activation neuronale résultant de ces tâches cognitives.

Il est généralement établi que le vieillissement normal chez les humains est associée à une diminution des performances cognitives, y compris la vitesse de traitement des domaines, la mémoire de travail, la mémoire épisodique, contrôle de l'attention, le contrôle inhibiteur et les fonctions exécutives (Pascual-Leone et al., 2011).

Cependant, malgré cela, les mécanismes plastiques continuent à fonctionner à tout stade de l'évolution. Construire réserve cognitive permet la fonction cognitive est maintenue ou très peu altérée chez les personnes âgées et peut se permettre de supporter un plus grand nombre de lésions neuropathologiques avant signes et symptômes d'une déficience cognitive (Pascual-Leone et al manifeste., 2011).

Plasticité et lésion cérébrale

acquis, tels que les lésions cérébrales traumatiques, ou certaines maladies systémiques telles que le diabète, la dépression ou le cancer peut affecter la capacité de la plasticité des lésions cérébrales (Pascual-Leone et al., 2011).

Lorsque nous subissons une blessure ou une lésion cérébrale, notre cerveau tente de compenser les déficits qui en découlent par la mise en œuvre de différents mécanismes compensatoires, étant à la base de la plasticité cérébrale.

L'interconnectivité, l'organisation et la structure de notre système nerveux nous permettent de nous rétablir sensiblement après une blessure. Différents auteurs ont proposé que le système nerveux subisse une série de processus permettant à une zone homologue à celle endommagée d’être capable d’assumer sa fonction. Cela est possible grâce au vaste réseau distribué qui forme les connexions cérébrales (Dancause et Nudo, 2011).

Des études utilisant la stimulation cérébrale profonde chez les animaux suggèrent que la réorganisation neuronale qui se produit aussi bien dans les zones de l'hémisphère blessé et dans l'hémisphère intact est essentiel pour la reprise, en particulier lorsque la blessure se réfère aux zones motrices ( Dancause & Nudo, 2011).

Toutefois, des données récentes montre la réorganisation de la connectivité fonctionnelle après une blessure acquise, la forme initiale est adaptative ou bénéfique, pour former plus tard, vous pouvez limiter les ajustements compensatoires pour les changements des mécanismes liés à l'âge de la plasticité cérébrale (Pascual-Leone et al., 2011).

En fait, les changements plastiques pourraient affaiblir la capacité de réorganiser le cortex pour remplir sa fonction principale, en particulier dans le contexte de l’entraînement à la rééducation.

Par exemple, dans le cas des personnes aveugles, la réorganisation corticale qui se produit dans la région occipitale en raison de l'absence d'entrées sensorielles visuelles, peuvent donner des sensations tactiles fantômes au bout des doigts des personnes compétentes de lecture de braille (Merabet & Pascual-Leone, 2010).

Mécanismes de modification

Bien que la plasticité cérébrale soit un mécanisme fortement déterminé par la génétique, les facteurs environnementaux vont contribuer de manière décisive aux différences individuelles d'efficacité et de fonctionnalité.

Les expériences éducatives formelles et informelles, les interactions sociales et familiales, les antécédents culturels, l'alimentation, les facteurs hormonaux, les différentes pathologies, l'exposition à des agents nocifs tels que l'abus de substances, le stress ou l'exercice régulier sont certains facteurs mettent en évidence les preuves scientifiques en tant que modulateurs de ce mécanisme d'adaptation (Pascual-Leone et al., 2011).

En fait, la qualité de l'environnement social de chaque individu peut avoir de profondes influences sur le développement et l'activité des systèmes neuronaux, avec des répercussions sur diverses réponses physiologiques et comportementales.

Si tel est le cas, les changements de la plasticité cérébrale chez les personnes vivant dans des environnements dysfonctionnels peuvent être différents de ceux des personnes bénéficiant d'une protection et d'un soutien (Pascual-Leone et al., 2011).

mode de vie des facteurs, y compris l'éducation, la complexité de l'emploi, les réseaux sociaux, et les activités contribueront à générer une plus grande capacité de réserve cognitive, va nous aider à créer « un magasin de réserves » pour nous protéger efficacement à la condition des blessures.

Un exemple de ceci est le fait que les personnes qui ont reçu une large éducation, même celles qui souffrent de la maladie d'Alzheimer, peuvent présenter un risque moindre de manifestation clinique du processus aliéné.

Cette preuve suggère que la manifestation des symptômes est retardée, en raison d'une compensation efficace, grâce à la position d'une plus grande capacité de réserve cognitive (Pascual-Leone et al., 2011).

D'autre part, outre ces facteurs liés à la vie quotidienne, diverses tentatives ont également été faites pour modifier la plasticité cognitive au niveau expérimental.

Ces dernières années, des approches ont été développées pour augmenter la plasticité dans la phase subaiguë de récupération des sujets ayant subi des lésions cérébrales. Par exemple, l'utilisation de médicaments pour augmenter le niveau de aurosal et d'apprentissage, arborisation dendritique, la plasticité anatomique ou la restauration de la fonction dans la zone péri-Infarctus (Dancause & Knot, 2011).

De plus, une autre technique récemment étudiée est la stimulation corticale pour augmenter ou diminuer l'activité de certaines zones du cerveau. L'utilisation de la stimulation présente les avantages potentiels visant à favoriser la récupération avec peu d'effets secondaires.

Conclusions

Le fonctionnement efficace des mécanismes neurophysiologiques de la plasticité du cerveau ont un rôle essentiel tout au long de la vie, ainsi que le développement de la petite enfance à l'âge adulte et le vieillissement à la fois chez des sujets en bonne santé et avec une sorte de pathologie (Pascual-Leone et al ., 2011).

Votre action nous permettra d'acquérir de nouvelles connaissances et connaissances tout au long de notre vie.

Références

1. Cáceres-Vieira, M. et Suárez-Escudero, J. (2014). Neuroplasticité: aspects biochimiques et neurophysiologiques. Rev CES Med, 28(1), 119-132.
2. Caroni, P., Donato, F., et Muller, D. (2012). Plasticité structurelle lors de l'apprentissage: régulation et fonctions. Nature, 13, 478-490.
3. Dancause, N. et Nudo, R. (2011). Façonner la plasticité pour améliorer la récupération après une blessure. Prog Brain Res., 292, 279-295.
4. Mayford, M., Siegelbaum, S.A., & Kandel, E.R. (s.f.). Synapses et stockage de mémoire.
5. Merabet, L. B. et Pascual-Leone, A. (2010). Réorganisation neuronale suite à une perte sensorielle: la possibilité d'un changement. Nature, 11, 44.52.
6. Morgado, L. (2005). Psychobiologie de l'apprentissage et de la mémoire: fondements et avancées récentes. Rev Neurol, 40 ans(5), 258-297.
7. Pascual-Leone, A., Freitas, C., Oberman, L., Horvath, J., Halko, M., Eldaief, M., ... Rotenberg, A. (2011). Corticales Plasticité la caractérisation et la dynamique réseau à travers l'âge Span dans la santé et la maladie avec TMS-EEG et TMS-IRMf. Cerveau Topogr.(24), 302-315.