- Nous allons nous plonger dans le monde de la plasticité et de la récupération fonctionnelle du cerveau après un traumatisme.
- Tout d'abord, nous définirons ce que nous entendons par plasticité et récupération fonctionnelle du cerveau après un traumatisme en psychologie.
- Nous discuterons des différents exemples de plasticité et de récupération fonctionnelle, parallèlement à la définition de la récupération fonctionnelle.
- Enfin, nous évaluerons la plasticité et la récupération fonctionnelle du cerveau après un traumatisme.
Fig. 1 : Le cerveau est composé de trois régions et de quatre lobes, en général¹.
Plasticité et récupération fonctionnelle du cerveau après un traumatisme : Psychologie
Le cerveau contient des milliards de neurones dont les semblables sont reliés par des synapses. Les informations circulent entre les neurones, et chaque nouvelle information crée de nouvelles voies neuronales.
Fig. 2 : Le cerveau contient environ 86 milliards de neurones.
En révisant et en répétant les informations par la lecture ou la pratique d'une certaine activité, les voies deviennent plus fortes. Lorsque nous ne répétons pas ou ne pratiquons pas une information pendant un certain temps, elle s'affaiblit et, dans certains cas, elle disparaît complètement, en particulier au cours du développement. C'est ce qu'on appelle l'élagage synaptique.
L'élagage synaptique élimine les synapses supplémentaires inutilisées et augmente les niveaux d'efficacité du cerveau, en particulier en tant que système de communication. Cela signifie qu'il y a globalement moins de connexions, mais que les connexions restantes sont plus fortes. Demarin et Morović (2014) ont décrit la réorganisation des voies neuronales comme le processus du "use it or lose it".
La réorganisation neuronale est plus active chez les personnes qui sont plus jeunes. Les nouveau-nés et les enfants subissent constamment ce processus d'élagage et auront plus de neurones et de voies neuronales qu'un jeune adulte, et un jeune adulte en aura plus qu'un adulte. Cela ne signifie pas que les adultes sont incapables d'utiliser la plasticité du cerveau. Au contraire, cela montre comment, au cours du développement, différents types de neuroplasticité se produisent.
Elbert et al. (1995) ont étudié la plasticité chez les musiciens en utilisant l'imagerie magnétique. Ils ont découvert que, dans le cortex somatosensoriel, les musiciens qui jouaient d'instruments à cordes avaient des représentations de la main gauche plus importantes que les témoins.
Ils ont constaté que le processus de réorganisation neuronale était corrélé à l'âge et au moment où le musicien a commencé à jouer d'un instrument, s'adaptant ainsi aux besoins et à l'expérience de l'individu.
L'étude d'Elbert et al. (1995) est essentielle, tout comme celle de Kuhn et Gallinat (2014), alors essaie de te souvenir de celles-là en particulier !
Kühn et Gallinat (2014) ont scanné 62 cerveaux d'hommes adultes à l'aide d'une IRM (imagerie par résonance magnétique). Ils ont ensuite comparé les images pour trouver une corrélation entre le volume de matière grise (GM) et la quantité de jeux vidéo à vie.
Il y avait une corrélation positive significative entre le GM et le cortex occipital gauche, le lobe pariétal inférieur, l'hippocampe et le cortex entorhinal.
Le volume du cortex entorhinal pouvait être prédit par le genre de jeux auxquels un homme jouait. Ainsi, si une personne jouait à des jeux de logique ou de réflexion, cela contribuait positivement à la corrélation, et les jeux de rôle basés sur l'action y contribuaient négativement.
Ces années de jeu vidéo étaient également positivement corrélées avec le volume de l'hippocampe !
Cela pourrait potentiellement faire allusion à la plasticité neuronale dans les domaines de la navigation et de l'attention visuelle.
Le cerveau peut également former de nouvelles connexions avec les corps cellulaires des neurones, en formant des branches et des axones supplémentaires, ce que l'on appelle la germination axonale.
Le bourgeonnement axonal est une forme de plasticité similaire à la régénération neuronale : lorsqu'une zone du cerveau est endommagée, de nouveaux neurones et de nouvelles connexions sont générés. Dans l'ensemble, cela affecte la structure du cerveau et peut apparaître dans les scanners tels que les IRM.
Il est prouvé que la prise de certaines drogues addictives pendant un certain temps provoque des changements de plasticité structurelle. C'est ce qu'ont démontré Kolb et Robinson (2004). Ils ont constaté que les substances addictives telles que la nicotine et la morphine provoquent des changements dans la structure des dendrites et des épines dendritiques dans des régions du cerveau telles que le noyau accumbens et le cortex préfrontal.
Qu'est-ce que la psychologie fonctionnelle du rétablissement ?
La psychologie de la récupération fonctionnelle vise à transférer la fonction des zones cérébrales endommagées vers des régions non endommagées afin de réhabiliter les fonctions.
La recherche en psychologie a permis de constater que les régions du cerveau compensent et parfois se spécialisent et prennent la fonction des régions cérébrales endommagées ; ce concept est connu sous le nom de plasticité.
Définition de la récupération fonctionnelle : Traumatisme et rétablissement
La récupération fonctionnelle est possible dans le cerveau. La récupération fonctionnelle désigne la capacité du cerveau à retrouver ses fonctions après avoir subi un traumatisme, qu'il s'agisse d'une maladie ou d'une blessure, grâce à la neuroplasticité. Voyons quelques exemples.
Les traumatismes du cerveau peuvent se produire de deux façons :
Directs : les dommages sont causés par un choc quelconque à la tête (par exemple, si quelqu'un tombe et se cogne la tête).
Indirect : les dommages sont dus à un gonflement, à une hémorragie (par exemple, si quelqu'un fait un accident vasculaire cérébral) ou à un manque d'oxygène dans les régions du cerveau.
Lorsqu'il y a une perte d'axones dans une voie en raison d'un traumatisme direct ou indirect, les axones restants deviennent plus sensibles. Cela signifie qu'ils sont plus susceptibles de "s'enflammer".
C'est ce qu'on appelle l'hypersensibilité de dénervation.
La dénervation est la perte de nerfs.
Baranauskas et Nistri (1998 ) ont découvert que des stimuli constants, intenses ou nocifs (douloureux ou nuisibles) pour les neurones provoquent une sensibilisation. Ils l'ont décrite comme l'une des formes fondamentales de la plasticité synaptique.
Les nocicepteurs sont des types de neurones, généralement présents dans la peau, qui sont responsables de la détection des températures et pressions extrêmes et des substances chimiques liées aux blessures.
Dans la moelle épinière, la stimulation répétée des racines dorsales, y compris des fibres nerveuses nociceptives, peut entraîner une augmentation progressive du nombre de potentiels d'action (le nerf "tire", en quelque sorte) générés par les motoneurones et les interneurones qui s'y trouvent.
Ces tirs réguliers augmentent la sensibilité de ces neurones et, en fin de compte, la sensibilité de la colonne vertébrale à la douleur.
Cannon et Rosenblueth (1949 ) ont démontré la "loi de la dénervation", qui stipule que la dénervation chirurgicale provoque une supersensibilité des neurones. Plus les neurones sont proches des zones endommagées/des neurones coupés, plus la supersensibilité est importante. La chaîne de neurones s'en trouve diminuée.
Fig. 3. Les neurones deviennent plus sensibles lorsqu'ils sont proches des zones endommagées.
Exemples de récupération fonctionnelle : Les zones saines compensent les zones endommagées
Après que le cerveau a été endommagé, par exemple si une personne glisse et se cogne la tête lors d'un accident, les zones saines du cerveau compensent les zones endommagées, ce que l'on appelle la récupération fonctionnelle. Cela peut se produire grâce à la neuroplasticité (dont nous avons parlé plus haut), au démasquage des neurones ou aux cellules souches (des recherches sont encore en cours à ce sujet).
Ce processus global est connu sous le nom de réorganisation fonctionnelle.
Certaines zones du cerveau ont été endommagées ou perdues à cause de l'incident, et la fonction associée à cette partie du cerveau est donc affectée ou perdue. Par conséquent, les parties saines du cerveau subissent une réorganisation fonctionnelle pour retrouver la capacité de faire la fonction qui a été perdue.
Un démasquage neuronal peut se produire. Les zones proches des parties endommagées du cerveau qui ont des synapses dormantes (synapses qui n'ont pas reçu assez d'informations pour être actives) sont activées pour compenser les zones endommagées.
Wall et al. (1977) ont découvert qu'un grand nombre de terminaux nerveux ne faisaient pas grand-chose. C'était le cas lorsque les fonctions normales se produisaient dans un cerveau sain. Cependant, lorsque les fibres nerveuses afférentes (en gros, lorsque les nerfs conduisaient vers l'intérieur du cerveau ou étaient proches d'autres nerfs de manière interconnectée) étaient endommagées ou bloquées, ces nerfs dormants s'activaient.
Il s'agit en quelque sorte d'une alternative à la germination, qui explique la plasticité du cerveau adulte.
Les cellules souches (cellules qui peuvent prendre les caractéristiques de n'importe quel type de cellule) peuvent potentiellement être implantées pour remplacer les cellules endommagées.
La récupération fonctionnelle est affectée par :
L'âge : les enfants, en particulier les nouveau-nés, ont la meilleure capacité de récupération, plus que les jeunes adultes et les adultes. Il existe une corrélation négative entre le vieillissement et la récupération fonctionnelle.
Lesexe : les femmespeuvent récupérer davantage d'une lésion cérébrale que les hommes.
- Thérapie : la thérapie de rééducation augmente la capacité à récupérer une fonction. Par exemple, en cas de paralysie d'un membre après un traumatisme crânien, la thérapie se concentre sur le membre paralysé pour l'aider à récupérer.
- Éducation : les personnesqui ont un niveau d'éducation plus élevé ont plus de chances de se remettre plus rapidement d'une lésion cérébrale.
Rôles de la rééducation dans la plasticité et la récupération
La thérapie de réadaptation peut être utilisée sous la forme d'une thérapie de mouvement induit par contrainte (CIMT). Au cours de cette thérapie, les patients sont empêchés d'utiliser des stratégies d'adaptation et sont effectivement forcés d'utiliser la zone affectée de la fonction perdue.
Si une personne a perdu la capacité d'utiliser la parole, par exemple, et qu'elle compte sur le langage corporel pour communiquer, elle sera encouragée à parler sous toutes les formes possibles, afin d'encourager le cerveau à récupérer fonctionnellement et d'autres régions cérébrales à compenser pour retrouver leur fonction.
S'ils ont perdu la dextérité d'une main, ils seront contraints d'utiliser la main affectée.
La fonction est transférée grâce à la réorganisation neuronale. Le CIMT pose toutefois des problèmes, car il doit être très intensif et est souvent inconfortable et frustrant pour les patients. Plus les lésions cérébrales sont importantes, plus la thérapie est nécessaire et plus il est difficile de retrouver une fonction.
Plasticité et récupération fonctionnelle du cerveau après un traumatisme Évaluation
Discutons de la validité des études sur la plasticité et la récupération fonctionnelle du cerveau.
Maquire et al. (2000 ) ont étudié un groupe de 16 chauffeurs de taxi masculins et les ont comparés à un groupe témoin. Les chauffeurs de taxi de Londres doivent passer un test appelé "The Knowledge" pour prouver qu'ils peuvent se souvenir des innombrables rues et itinéraires de Londres.
Ce test est incroyablement complet et nécessite jusqu'à deux ans d'études.
Pour l'étude, les chauffeurs de taxi devaient travailler depuis au moins un an et demi.
Les chercheurs ont constaté que l'hippocampe postérieur, responsable de la mémoire spatiale sous forme de navigation, était significativement plus grand chez les chauffeurs de taxi. Il était également positivement corrélé au temps passé à travailler comme chauffeur de taxi.
Cela suggère que la structure physique du cerveau peut changer en fonction de l'environnement et des expériences de l'individu. Le cerveau peut se reconfigurer et s'adapter aux exigences psychologiques d'une meilleure formation de la mémoire.
Danelli et al. (2013) ont évalué un patient de 14 ans, connu sous le nom d'EB. EB est né avec une tumeur au cerveau et, à l'âge de deux ans, il a subi une hémisphérectomie gauche (ablation).
Cette opération a permis d'enlever des zones importantes et bien connues du cerveau : L'aire de Broca et l'aire de Wernicke, les centres du langage.
EB a perdu presque toutes ses capacités linguistiques après l'opération, mais au bout de deux ans environ, il a retrouvé la quasi-totalité de ses capacités linguistiques, même si c'était encore plus éprouvant pour lui sur le plan mental.
EB s'est développé normalement, avec quelques problèmes (dyslexie).
Les chercheurs ont découvert sur les images IRMf du cerveau d'EB que l'hémisphère droit s'était adapté et avait changé de structure, au point de "correspondre" à une structure similaire que les centres du langage perdus dans l'hémisphère gauche auraient eue.
Cela suggère que le cerveau peut se rétablir après une lésion ou une blessure importante . L'hémisphère droit adopte des rôles normalement assumés par l'hémisphère gauche.
Dans l'ensemble, les résultats de cette étude aident les personnes qui suivent des thérapies de réadaptation. Les physiothérapeutes peuvent utiliser en toute confiance des styles de thérapie ciblés pour aider les gens à retrouver un mode de vie normal.
Cette étude nous permet de mieux comprendre les nuances du cerveau. Un organe aussi complexe nécessite des recherches approfondies, et ces recherches sont constamment évaluées et mises à jour.
Phineas P. Gage
Une étude de cas célèbre est celle de Phineas P. Gage. En 1848, il travaillait sur un chemin de fer, emballant des explosifs dans le sol à l'aide d'une barre de fer.
Fig. 4 : Phineas P. Gage a subi des dommages au niveau du lobe frontal gauche.
Les explosifs ont explosé et la barre a traversé son crâne et son lobe frontal gauche. Au début, Gage pouvait marcher et parler. Puis, il s'est effondré et son état de santé s'est détérioré au cours des jours suivants, où il est entré et sorti du coma.
Au bout de 24 jours, Gage est revenu à la normale. Cependant, il avait des pertes de mémoire et des problèmes de colère après la blessure (ce que ses amis ont noté). Il a vécu 12 ans de plus.
Phineas Gage est un excellent exemple de plasticité et de récupération fonctionnelle en action. Il a perdu des parties de son cerveau, a reçu une blessure importante sur les parties restantes à proximité, et a pu se rétablir malgré la perte.
Plasticité et récupération fonctionnelle du cerveau après un traumatisme - Principaux enseignements
- La plasticité, également appelée neuroplasticité, est la capacité du cerveau à changer et à s'adapter à l'environnement, tant au niveau de la fonction que de la structure. Cela peut résulter d'expériences multiples, comme le besoin d'apprendre une nouvelle compétence ou une nouvelle langue, ou être dû à des changements de développement, comme le passage de l'enfance à l'âge adulte.
- Les neurones du cerveau, reliés par des voies neuronales, deviennent plus forts en révisant et en répétant les informations.
- L'élagage synaptique se produit lorsque les voies neuronales sont affaiblies ou complètement supprimées en raison d'un manque d'utilisation/de répétition. Le bourgeonnement axonal est le moment où de nouvelles connexions se forment, les corps cellulaires neuronaux formant des branches et des axones supplémentaires.
- Les traumatismes cérébraux peuvent se produire directement ou indirectement, et la récupération fonctionnelle permet aux zones saines et restantes du cerveau de compenser les fonctions perdues en raison des dommages. Cela peut se produire même en cas de blessure extrême.
- Les thérapies, l'âge et le sexe sont des facteurs de la récupération fonctionnelle. La thérapie par contrainte est un exemple des thérapies de rééducation disponibles. Les jeunes ont de meilleures chances de récupération synaptique que les personnes plus âgées, et les femmes ont plus de chances de récupération que les hommes.
- Des changements structurels peuvent être observés dans de nombreux cas, recherches à l'appui. Phineas P. Gage est l'un des exemples les plus influents.
Références
- Spielman, R. M., Jenkins, W. J., & Lovett, M. D. (2020). 3.4 Le cerveau et la moelle épinière. In Psychologie 2e. OpenStax. https://openstax.org/books/psychology-2e/pages/3-4-the-brain-and-spinal-cord
Cette œuvre est placée sous une licence internationale Creative Commons Attribution 4.0.
- Kühn, S., & Gallinat, J. (2014). Amount of lifetime video gaming is positively associated with entorhinal, hippocampal and occipital volume. Molecular psychiatry, 19(7), 842-847. https://doi.org/10.1038/mp.2013.100
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