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NEUROSCIENCES DE L'EDUCATION :CERVEAU ET APPRENTISSAGE DE

L'ENFANCE À L'ADOLESCENCE

Michel Habib*,** & Jean-Luc Velay**Michel Habib*,** & Jean-Luc Velay*** * RRéésodys sodys et CERTA, Marseilleet CERTA, Marseille

** INCM, UMR 6193, CNRS - Universit** INCM, UMR 6193, CNRS - Universitéé de la de laMMééditerranditerranééee

DÉVELOPPEMENT DUCERVEAU : QUELQUESPOINTS DE REPÈRE

DÉVELOPPEMENT PRÉ-NATAL

La gyrification permet aucerveau adulte d'atteindreune surface de plusieursmètres carrés pour unvolume crânien minimal

Phase de migrationcellulaire pourformer les 6couches de cortex

Vers 20e semainegestation : 100 milliardsde neurones ont migré

50,000 – 500,000par minute

Fig. 5-8, p. 129

Une fois arrivé à destination, le neurone commence àdévelopper ses prolongements ("sprouting")Cette phase connaît son maximum d'intensité jusqu'à 18 mois

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Synaptogenèse

• A lieu au fur et à mesure de lacréation des arborisationsdendritiques• Les synapses se forment à unrythme différent selon lesrégions

• lobe occipital : début pré-natal,niveau proche de la densité adulteentre 2 et 4 ans• cortex pré-frontal : n'atteint passon niveau définitif avant le débutde l'âge adulte

15,000 synapses for every cortical neuron1.8 million per second in first 2 years!

Cerebral cortex triples in thickness in 1st year

HumanBrain

at Birth 6 Years Old14 Years

Old

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Qu'est-ce que l'adolescence?

gray matter maturation over the cortical surface between ages 4 and 21 (Gogtay et al. /pnas, 2004)

J. GIEDD

Brain wave: how adolescents lose grey matter.

Giedd and many other neuroscientists think the grey-matter thinning seen during adolescence is probably due to'synaptic pruning' — the process of eliminating overabundant, unnecessary nerve cell connections. If synaptic pruningis accelerated during adolescence, says Giedd, it follows that this is a time of 'use it or lose it' in the brain. The moreenvironmental input there is to guide that pruning, he says, the better. On the same basis he argues that less guidancecould result in a brain less able to react to complex situations, as could uncontrolled pruning: preliminary studiesshow that childhood schizophrenics have an exaggerated loss of grey matter during adolescence

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Regions where theADHD group haddelayed corticalmaturation, as indicatedby an older age ofattaining peak corticalthickness.

L'adolescence est unepériode de profondremaniement du cerveau.

Contrairement à l'idéepréconçue que le cerveau estterminé durant l'enfaceIl apparaît à présent que lamaturation continue aumoins jusqu'à 24 ans!!!

Durant la dernière partie de l'enfance, les neuronesdeviennent plus touffus et augmentent le nombre deleurs connexions.Vers 11 ans chez les filles et 12 ans chez les garçons,cet épaississement subit un élagage ("pruning"). Enmême temps, les gaines de myéline, qui enserrent lesaxones, gagnent en épaisseurAu final : quand le système est achevé, il est composéde connexions plus rapides, mais moins nombreuses.

CHANTIER EN CONSTRUCTION

motivation

émotion

jugement

cervelet

amygdala

noyauaccumbens

cortex préfrontalCoordinationphysique ,traitementsensoriel

CHANTIER EN CONSTRUCTIONL'élagage se produit par étapes, del'arrière à l'avant du cerveau

motivationémotionjugement

24 ans

Coordinationphysique,traitementsensoriel

Noyau accumbensChez l'animal : enactivité lors del'anticipation d'unerécompense, l' évaluationde la magnitude d'unerécompenseChez l'homme impliquédans les conduites àrisque et addictives

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Lorsqu’ils reçoivent une récompensemoyenne ou forte, les adolescentsréagissent plus que les enfants ou lesadultes; Lorsque c’est une récompensefaible, ils réagissent moins, comme s’ilsétaient insensibles aux petits bénéfices!

Tout se passe comme si, lors de l’adolescence,le ny accubens prenait le pas sur l’orbito-frontal, provoquant des conduites à risquejusqu’à ce que ce retard soit comblé par ledéveloppement plus tardif de ce dernier.

En résumé De la petite enfance De la petite enfance àà l'adolescence, le cerveau subit des l'adolescence, le cerveau subit des

modifications complexes globalement dans le sens d'unmodifications complexes globalement dans le sens d'unamincissement du cortex, avec un tempo variable selon lesamincissement du cortex, avec un tempo variable selon lesrréégionsgions

Le lobe frontal est typiquement le dernier Le lobe frontal est typiquement le dernier àà maturermaturer, son, sonamincissement pouvant continuer jusqu'amincissement pouvant continuer jusqu'àà 24 ans 24 ans

La pLa péériode prriode préé-pubertaire, au contraire, est caract-pubertaire, au contraire, est caractéérisriséée par une par unpic de croissance (qui est du reste retardpic de croissance (qui est du reste retardéé chez les hyperactifs) chez les hyperactifs)

La pLa péériode particuliriode particulièère de l'adolescence serait caractre de l'adolescence serait caractéérisriséée pare parun dun dééssééquilibre entre des rquilibre entre des réégions sous corticales (circuits de lagions sous corticales (circuits de larréécompense) dcompense) dééjjàà sous leur forme adulte et des structures sous leur forme adulte et des structurescorticales (cortex frontal inhibiteur) encore immaturescorticales (cortex frontal inhibiteur) encore immatures