Un nouvel article plaide contre les extrêmes « magiques » de la plasticité cérébrale

Écrire dans eLife, les professeurs Tamar Makin (Cambridge) et John Krakauer (Johns Hopkins) soutiennent que l’idée selon laquelle le cerveau, en réponse à une blessure ou à un déficit, peut se réorganiser et réaffecter des régions particulières à de nouvelles fonctions, est fondamentalement erronée – bien qu’elle soit couramment citée dans les publications scientifiques. manuels. Au lieu de cela, ils soutiennent que ce qui se passe est simplement le cerveau qui est entraîné à utiliser des capacités déjà existantes, mais latentes.

L’un des exemples les plus courants est celui où une personne perd la vue – ou naît aveugle – et où le cortex visuel, auparavant spécialisé dans le traitement de la vision, est recâblé pour traiter les sons, permettant à l’individu d’utiliser une forme « d’écholocation » pour naviguer. une pièce encombrée. Un autre exemple courant est celui des personnes qui ont subi un accident vasculaire cérébral et qui sont initialement incapables de bouger leurs membres et qui réutilisent d’autres zones du cerveau pour leur permettre de reprendre le contrôle.

Krakauer, directeur du Centre d’étude de l’apprentissage moteur et de la réparation cérébrale à l’Université Johns Hopkins, a déclaré : « L’idée selon laquelle notre cerveau a une incroyable capacité à se recâbler et à se réorganiser est séduisante. Cela nous donne espoir et fascination, surtout lorsque nous entendons des histoires extraordinaires d’individus aveugles développant des capacités d’écholocation presque surhumaines, par exemple, ou de survivants d’un accident vasculaire cérébral retrouvant miraculeusement des capacités motrices qu’ils pensaient avoir perdues.

« Cette idée va au-delà de la simple adaptation, ou plasticité : elle implique une réaffectation globale des régions du cerveau. Mais même si ces histoires peuvent être vraies, l’explication de ce qui se passe est en réalité fausse.

Dans leur article, Makin et Krakauer examinent dix études fondamentales censées démontrer la capacité du cerveau à se réorganiser. Ils soutiennent cependant que, même si les études montrent effectivement la capacité du cerveau à s’adapter au changement, il ne crée pas de nouvelles fonctions dans des domaines auparavant sans rapport, mais utilise plutôt des capacités latentes présentes depuis la naissance.

Par exemple, l’une des études – une recherche menée dans les années 1980 par le professeur Michael Merzenich de l’Université de Californie à San Francisco – a examiné ce qui se passe lorsqu’une main perd un doigt. La main a une représentation particulière dans le cerveau, chaque doigt semblant correspondre à une région cérébrale spécifique. Enlevez l’index et la zone du cerveau précédemment allouée à ce doigt est réaffectée au traitement des signaux des doigts voisins, a expliqué Merzenich – en d’autres termes, le cerveau s’est recâblé en réponse aux changements dans les entrées sensorielles.

Ce n’est pas le cas, dit Makin, dont les propres recherches fournissent une explication alternative.

Dans une étude publiée en 2022, Makin a utilisé un bloqueur nerveux pour imiter temporairement l’effet de l’amputation de l’index chez ses sujets. Elle a montré que même avant l’amputation, les signaux des doigts voisins étaient cartographiés sur la région du cerveau « responsable » de l’index – en d’autres termes, même si cette région du cerveau était peut-être principalement responsable des signaux de processus provenant de l’index, ce n’était pas le cas exclusivement. Tout ce qui se passe après l’amputation, c’est que les signaux existants provenant des autres doigts sont « composés » dans cette région du cerveau.

Makin, de l’unité de cognition et des sciences du cerveau du Medical Research Council (MRC) de l’Université de Cambridge, a déclaré : « La capacité du cerveau à s’adapter aux blessures ne consiste pas à réquisitionner de nouvelles régions cérébrales à des fins totalement différentes. Ces régions ne commencent pas à traiter des types d’informations entièrement nouveaux. Des informations sur les autres doigts étaient disponibles dans la zone cérébrale examinée avant même l’amputation, mais dans les études originales, les chercheurs n’y ont pas prêté beaucoup d’attention car elles étaient plus faibles que pour le doigt sur le point d’être amputé.

Un autre contre-exemple convaincant à l’argument de la réorganisation est fourni par une étude sur des chats congénitalement sourds, dont le cortex auditif – la zone du cerveau qui traite le son – semble être réutilisé pour traiter la vision. Mais lorsqu’ils sont équipés d’un implant cochléaire, cette région cérébrale recommence immédiatement à traiter le son, ce qui suggère que le cerveau n’a en fait pas été recâblé.

En examinant d’autres études, Makin et Krakauer n’ont trouvé aucune preuve irréfutable que le cortex visuel des individus nés aveugles ou le cortex indemne des survivants d’un AVC aient jamais développé une nouvelle capacité fonctionnelle qui n’existait pas autrement.

Makin et Krakauer n’écartent pas les histoires de personnes aveugles capables de naviguer uniquement sur la base de leur audition, ou de personnes ayant subi un accident vasculaire cérébral qui retrouvent leurs fonctions motrices, par exemple. Ils soutiennent plutôt que plutôt que de réaffecter complètement des régions à de nouvelles tâches, le cerveau améliore ou modifie son architecture préexistante – et ce, par la répétition et l’apprentissage.

Comprendre la véritable nature et les limites de la plasticité cérébrale est crucial, à la fois pour définir des attentes réalistes pour les patients et pour guider les cliniciens dans leurs approches de réadaptation, affirment-ils.

Makin a ajouté : « Ce processus d’apprentissage témoigne de la capacité de plasticité remarquable – mais limitée – du cerveau. Il n’y a pas de raccourcis ni de voies rapides dans ce voyage. L’idée de libérer rapidement les potentiels cachés du cerveau ou d’exploiter de vastes réserves inutilisées relève plus d’un vœu pieux que de la réalité. C’est un voyage lent et progressif, qui exige des efforts et une pratique persistants. Reconnaître cela nous aide à apprécier le travail acharné qui se cache derrière chaque histoire de reprise et à adapter nos stratégies en conséquence.

« À maintes reprises, la capacité du cerveau à se recâbler a été décrite comme « miraculeuse » – mais nous sommes des scientifiques et nous ne croyons pas à la magie. Ces comportements étonnants que nous observons sont enracinés dans le travail acharné, la répétition et l’entraînement, et non dans la réaffectation magique des ressources du cerveau.

Référence: Makin TR, Krakauer JW. Contre la réorganisation corticale. eLife. 2023;12 :e84716. est ce que je: 10.7554/eLife.84716

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