L’Importance Insoupçonnée des sillons Tertiaires

Longtemps considérés comme de simples conséquences de l’encombrement d’un cerveau volumineux dans une boîte crânienne trop petite, les nombreux sillons et fossettes à la surface du cerveau humain recèlent en réalité des secrets importants. Des neuroscientifiques découvrent que ces plis ne sont pas de simples artefacts, mais qu’ils sont liés à une interconnectivité accrue dans le cerveau et à une meilleure capacité de raisonnement.

Une étude publiée dans The Journal of Neuroscience par des chercheurs de l’Université de Californie à Berkeley démontre que chez les enfants et les adolescents, la profondeur de certains petits sillons est corrélée à une connectivité accrue entre des régions du cerveau impliquées dans le raisonnement et d’autres fonctions cognitives de haut niveau, notamment le cortex préfrontal latéral et le cortex pariétal latéral.

L’hypothèse est que ces sillons rapprochent physiquement ces zones,raccourcissant ainsi les connexions entre elles et accélérant les communications.Le cortex est en quelque sorte écrasé de manière aléatoire dans le cerveau – c’est ce qu’on m’a toujours appris, explique Silvia Bunge, professeure de psychologie à l’UC Berkeley.kevin est arrivé et m’a fait changer d’avis sur les sillons.

Sillons Tertiaires : Des Biomarqueurs Potentiels

Les chercheurs suggèrent que la variabilité de ces petits sillons, appelés sillons tertiaires, pourrait aider à expliquer les différences individuelles en matière de performance cognitive. Ils pourraient même servir d’indicateurs diagnostiques ou de biomarqueurs de la capacité de raisonnement ou des troubles neurodéveloppementaux.

Selon Kevin weiner, professeur associé de psychologie et de neurosciences à l’UC Berkeley, l’hypothèse est que la formation de sillons entraîne une réduction des distances entre les régions cérébrales connectées, ce qui pourrait conduire à une efficacité neuronale accrue, puis, à son tour, à des différences individuelles dans l’amélioration de la cognition avec des applications translationnelles.

L’Évolution des Sillons Cérébraux

Les motifs de plissement cortical chez l’humain évoluent avec l’âge, établissant leur structure finale tardivement pendant le développement prénatal et devenant moins prononcés avec l’âge. Bien que les sillons puissent changer au cours du développement, en devenant plus profonds ou moins profonds et en développant une matière grise plus mince ou plus épaisse – probablement d’une manière qui dépend de l’expérience – notre configuration particulière de sillons est une différence individuelle stable : leur taille, leur forme, leur emplacement, et même, pour quelques sillons, leur présence ou leur absence, précise Bunge.

Les scientifiques pensent que les sillons tertiaires émergent dans les parties du cerveau humain qui se sont le plus développées au cours de l’évolution et qui ont un développement prolongé.Ils sont probablement associés à des aspects de la cognition – raisonnement, prise de décision, planification et maîtrise de soi – qui se développent au cours d’une adolescence prolongée.

La Recherche de Weiner et Bunge

Weiner a remarqué un décalage entre les cerveaux individuels et les atlas cérébraux moyens. À l’époque, tout ce que je savais, c’est que j’avais des gribouillis corticaux qui ne figuraient pas dans les atlas cérébraux moyens que nous avions au laboratoire. La question que j’ai posée à mes mentors, Sabine Kastner et Charlie Gross, était donc la suivante : ai-je des structures différentes qui ne figurent pas dans nos atlas ou des structures sont-elles manquantes dans ces atlas ? Il ajoute : Cela m’a entraîné dans un terrier de lapin de 15 ans à étudier un sillon tertiaire particulier dans le cortex visuel.

Ses travaux ont révélé qu’un sillon spécifique, le sillon médio-fusiforme, variait en longueur de 3 millimètres à 7 centimètres chez une même personne. De plus, plus le sillon était long, plus la personne était apte à traiter et à reconnaître les visages.Environ 2% des individus souffrent de prosopagnosie développementale, ce qui signifie qu’ils ne peuvent pas percevoir les visages, et ils n’ont aucun dommage cérébral, explique-t-il. Ce sillon, en particulier dans l’hémisphère droit, est plus court et moins profond chez ces personnes que chez ce que nous appelons les témoins neurotypiques.

En s’appuyant sur ces travaux,Bunge et Weiner se sont demandé si les sillons tertiaires dans d’autres régions du cerveau,en dehors des unités de traitement visuel,étaient également corrélés à la capacité cognitive. Dans un article de 2021, ils ont collaboré pour définir tous les petits sillons du cortex préfrontal latéral et ont créé un modèle informatique qui a identifié les sillons tertiaires comme contribuant le plus à la variation de la capacité de raisonnement. Le modèle a identifié qu’il y a des sillons tertiaires dans le cortex préfrontal latéral qui contribuent aux compétences de raisonnement chez les enfants,explique Weiner.

L’Expérience Affecte les Sillons

Bunge souligne que l’association entre la profondeur des sillons et le raisonnement ne vaut pas pour tous les sillons,et que la profondeur des sillons peut changer avec l’expérience. Pensons-nous que la capacité de raisonnement d’un individu est gravée dans le marbre en fonction du plissement cortical ? Non !, dit-elle. La fonction cognitive dépend de la variabilité d’un ensemble de caractéristiques anatomiques et fonctionnelles et, surtout, nous savons que l’expérience, comme la qualité de la scolarité, joue un rôle puissant dans la formation de la trajectoire cognitive d’un individu, et qu’elle est malléable, même à l’âge adulte.

Le laboratoire de Weiner crée un program informatique pour aider les chercheurs à identifier les sillons tertiaires dans le cerveau humain. La plupart des programmes n’identifient qu’environ 35 sillons, mais lorsque les sillons tertiaires sont inclus, il y en a plus de 100, dit-il, y compris de nouveaux que leurs laboratoires ont découverts ensemble. Ils soutiennent que les sillons pourraient servir de points de repère pour comparer les cerveaux entre les individus, car les cerveaux varient tellement. L’examen de l’architecture du réseau basé sur la morphologie sulcale individuelle contourne ces désaccords et ces décalages, avec la possibilité de glaner un aperçu au niveau du réseau à partir de l’anatomie sulcale locale qui est spécifique à un individu donné, conclut Weiner.

FAQ sur les Sillons Cérébraux

• Qu’est-ce qu’un sillon cérébral ? Un sillon cérébral est un pli ou une rainure à la surface du cerveau.
• pourquoi les sillons cérébraux sont-ils importants ? Ils augmentent la surface du cortex cérébral, permettant ainsi d’intégrer plus de neurones.
• Que sont les sillons tertiaires ? Ce sont les plus petits sillons, qui apparaissent en dernier lors du développement prénatal.
• Comment les sillons tertiaires affectent-ils la cognition ? Ils sont liés à une connectivité accrue entre les régions du cerveau et à une meilleure capacité de raisonnement.
• Peut-on modifier la profondeur des sillons cérébraux ? L’expérience et l’environnement peuvent influencer la profondeur des sillons, même à l’âge adulte.