Les scientifiques ont développé le premier atlas qui cartographie des modèles spécifiques de communication, ou "bavardage", entre différentes zones du cerveau et montre comment ces modèles évoluent tout au long de la vie humaine. L'atlas complet est basé sur des scans cérébraux de près de 3 600 personnes, allant des nourrissons âgés de quelques jours à des individus de plus de 100 ans. Il se concentre sur la connectivité fonctionnelle — le degré auquel des régions cérébrales distinctes coordonnent leur activité. Les données révèlent que chez les jeunes adultes, certains modèles de connectivité sont fortement associés à la performance cognitive. Cette ressource pourrait s'avérer précieuse pour comprendre quand les troubles du développement et les maladies neurodégénératives commencent à apparaître, déclare Jakob Seidlitz, neuroscientifique à l'Université de Pennsylvanie qui n'a pas participé à la recherche. "C'est une contribution importante au domaine," a-t-il ajouté. L'étude a été publiée aujourd'hui dans la revue Nature. Comment le cerveau est organisé Le cerveau est un organe très actif et "bruyant". Souvent, des régions cérébrales éloignées s'activent simultanément, indiquant qu'elles travaillent ensemble pour soutenir les mêmes fonctions. Ces régions sont considérées comme fonctionnellement connectées, même si elles sont physiquement éloignées. Pour analyser cette organisation, les chercheurs tracent les zones cérébrales le long d'"axes" fonctionnels en fonction de leurs modèles de connectivité avec le reste du cerveau, explique le co-auteur Patrick Taylor, informaticien et neuroscientifique à l'Université de Caroline du Nord à Chapel Hill. Il existe trois principaux axes fonctionnels. Un exemple important est l'axe sensoriel-à-associatif, qui va des régions principalement impliquées dans le traitement des informations sensorielles de base aux zones dédiées aux fonctions cognitives de haut niveau, telles que l'intégration d'informations en pensées complexes. Les régions cérébrales à chaque point de cet axe partagent des profils de connectivité similaires. À une extrémité se trouvent des zones axées sur les sens qui se connectent principalement à d'autres régions sensorielles. À l'autre extrémité se trouvent des régions impliquées dans le traitement avancé de l'information qui se lient à une grande variété de réseaux cérébraux. Au milieu se trouvent des zones de transition qui relient le traitement sensoriel à une pensée plus abstraite. Bien que les scientifiques aient longtemps étudié le développement du cerveau, créer une carte complète de la connectivité fonctionnelle tout au long de la vie humaine a été un défi. Un graphique de croissance pour le tissu cérébral a été publié en 2022, mais la cartographie des connexions fonctionnelles s'est révélée plus difficile. Des études précédentes avaient examiné les changements au cours de phases de vie spécifiques, mais aucune n'avait suivi le développement et l'évolution des trois principaux axes fonctionnels de la naissance à la vieillesse. Résultats clés à travers les étapes de la vie L'équipe a analysé des scans d'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) de 3 556 individus âgés de 16 jours à 100 ans. Ils ont observé que chaque axe fonctionnel suit son propre chemin de développement distinct. Par exemple, le contraste entre les deux extrémités de l'axe sensoriel-à-associatif devient plus marqué pendant l'enfance et l'adolescence, atteignant son pic autour de 19 ans. Cette différenciation croissante aide à guider le cerveau vers une organisation plus mature, semblable à celle d'un adulte. Les chercheurs ont également constaté que les jeunes adultes dont l'axe sensoriel-à-associatif correspondait étroitement au modèle typique de la population avaient tendance à avoir de meilleures performances cognitives, une vitesse de traitement plus rapide et une mémoire plus forte que ceux dont les modèles s'écartaient davantage de la moyenne. Un autre axe lié au contrôle cognitif et aux représentations mentales était associé au développement précoce des compétences motrices, suggérant que divers modèles fonctionnels deviennent particulièrement pertinents à différentes étapes de la vie. Bien que cet atlas fonctionnel du cerveau soit une première étape cruciale pour comprendre comment les réseaux cérébraux se rapportent les uns aux autres tout au long de la vie, il ne capture pas encore les variations individuelles de connectivité, note Maxwell Elliott, psychologue clinicien à l'Université du Minnesota. L'équipe prévoit maintenant d'explorer les dynamiques sous-jacentes qui façonnent ces modèles fonctionnels et d'examiner comment ils diffèrent à travers des populations diverses. "Il y a beaucoup à déchiffrer," déclare Taylor.