Facteurs influençant la plasticité fonctionnelle du cerveau

À l’âge adulte et durant toute l’existence, les synapses du cerveau continuent à se modifier. La plasticité synaptique continue à se dérouler en relation directe avec les apprentissages et la mémoire.

(Photographie : Caiti Borruso)

Plasticité fonctionnelle et apprentissages

La caractéristique fondamentale qui permet la mémoire et l’apprentissage est la plasticité fonctionnelle de notre cerveau. Elle prend la forme d’une capacité des neurones à modifier leurs connexions, c’est-à-dire leurs synapses, pour rendre certains circuits nerveux plus efficaces.

L’apprentissage repose donc sur la plasticité des circuits de notre cerveau. La plasticité est la capacité des neurones à modifier de façon durable l’efficacité de leurs transmissions synaptiques. Les synapses qui existent déjà peuvent changer de forme, se multiplier, s’agrandir, rétrécir ou disparaître. De nouvelles synapses peuvent également se former.

À titre d’exemple, l’imagerie cérébrale a montré que chez les violonistes, la zone corticale responsable de la motricité des doigts de la main gauche tient une place plus importante que chez d’autres sujets.

Par conséquent, quand une activité est pratiquée de façon intensive, et ce d’autant plus tôt, les zones cérébrales qui en sont responsables augmentent leur surface d’action. Cela a lieu exactement comme pour les muscles qui prennent du volume lorsque nous les entraînons régulièrement. Par exemple, l’extension des zones responsables du toucher est observée également chez des aveugles qui lisent le braille.

L’impact de conditions de vie sur la plasticité

Le cerveau témoigne de l’impact de différents environnements et activités. Un axe de recherche, lancé par Mark Rosenzweig, a démontré les conséquences pour les rats d’être élevés dans des environnements appauvris ou enrichis en stimulations :

• Le cortex moyen des rats élevés dans les environnements enrichis était plus lourd et plus épais que celui de leurs compagnons de portée élevés dans des contextes appauvris. Cela reste vrai que les rats soient jeunes ou vieux.
• Les rats qui avaient été élevés dans des environnements enrichis ont surpassé les rats des environnements standards sur les tests de mémoire spatiale et d’attention. 
• Les rats qui avaient été élevés dans les environnements enrichis avaient plus de neurones dans les parties du cerveau qui étaient celles plus pertinentes pour les tâches. 

Ces résultats sur le cerveau des rats suggéraient que l’expérience dans les environnements enrichis avait permis de préserver ou de réduire la perte des neurones du cerveau.

Des chercheurs ont montré également chez la souris adulte que des facteurs environnementaux peuvent ouvrir ou fermer la plasticité :

• L’enrichissement de l’environnement facilite l’apprentissage et constitue l’un des facteurs qui permettent de rouvrir la plasticité synaptique. 
• Pour la souris, il s’agissait d’introduire :
• Un environnement social, où elles sont à plusieurs. 
• Un environnement physique où il y a des jeux et dans lequel l’activité physique est également augmentée. 
• Inversement, il a été montré chez la souris que le fait d’être soumise à un conditionnement à la peur réduit l’apprentissage. Une situation analogue s’est présentée chez l’homme avec le cas des orphelinats en Roumanie en 1989.

Facteurs déterminants

Deux facteurs semblent jouer un rôle déterminant dans le développement de la plasticité cérébrale :

• Un potentiel inné, absolument indispensable  
• Des facteurs environnementaux stimulants, en famille comme à l’école  :
• De l’activité physique
• Des nouveautés dans l’environnement
• Un environnement social positif
• Une diminution des facteurs générant un stress.

Aucun des deux facteurs, inné ou environnemental, n’est dominant, ils ont plutôt un effet multiplicateur entre eux.

Mis à jour le 08/03/2022

Bibliographie

Dortier, Jean-François, La plasticité, une adaptation permanente, Sciences humaines, Hors-série n° 4, décembre 2011 : https://www.scienceshumaines.com/la-plasticite-une-adaptation-permanente_fr_27967.html

Pasquinelli, Elena, Le cerveau se modifie : maturation, développement, plasticité et apprentissage, 2016, https://www.fondation-lamap.org/fr/page/34321/le-cerveau-se-modifie-maturation-developpement-plasticite-et-apprentissage

Campbell, Neil & Reece, Jane, Biologie 9e édition, Pearson, 2012

La Plasticité des réseaux de neurones, http://lecerveau.mcgill.ca

Gerrig, Richard & Zimbardo, Philip, Psychologie, 18e édition, Pearson, 2013

Stanislas Dehaene « Éducation, plasticité cérébrale et recyclage neuronal » Collège de France

06 janvier 2015 9 h 30 11 h https://www.college-de-france.fr/site/stanislas-dehaene/course-2015-01-06-09h30.htm

Élagage synaptique. (2018, mai 11). Wikipédia, l’encyclopédie libre. Page consultée le 21 h 46, mai 11, 2018 à partir de http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=%C3%89lagage_synaptique&oldid=148359259.