Arain, Mariam, et al. “Maturation of the adolescent brain.” Neuropsychiatric disease and treatment 9 (2013): 449
Abstract
L’adolescence est l’époque du développement au cours de laquelle les enfants deviennent des adultes – intellectuellement, physiquement, hormonalement et socialement. L’adolescence est une période tumultueuse, pleine de changements et de transformations. La transition pubertaire vers l’âge adulte implique une maturation à la fois gonadique et comportementale. Des études d’imagerie par résonance magnétique ont révélé que la myélinogénèse, nécessaire à une bonne isolation et à une neurocybernétique efficace, se poursuit dès l’enfance et que le neurocircuit du cerveau, spécifique à chaque région, reste structurellement et fonctionnellement vulnérable aux habitudes impulsives en matière de sexe, d’alimentation et de sommeil. La maturation du cerveau adolescent est également influencée par l’hérédité, l’environnement et les hormones sexuelles (œstrogène, progestérone et testostérone), qui jouent un rôle crucial dans la myélinisation. Par ailleurs, la neurotransmission glutamatergique prédomine, alors que la neurotransmission de l’acide gamma-aminobutyrique reste en construction, ce qui pourrait être responsable de comportements immatures et impulsifs et d’une excitation neurocomportementale au cours de la vie adolescente. La population adolescente est très vulnérable à la conduite sous l’influence de l’alcool et aux inadaptations sociales en raison d’un système limbique et d’un cortex préfrontal immatures. La plasticité synaptique et la libération de neurotransmetteurs peuvent également être influencées par les neurotoxines environnementales et les drogues d’abus, notamment les cigarettes, la caféine et l’alcool, pendant l’adolescence. Les adolescents peuvent être impliqués dans des délits offensifs, des comportements irresponsables, des rapports sexuels non protégés, des tribunaux pour mineurs ou même la prison. Selon un rapport des Centers for Disease Control and Prevention, la principale cause de décès parmi la population adolescente est due aux blessures et à la violence liées au sexe et à l’abus de substances. La négligence prénatale, le tabagisme et la consommation d’alcool peuvent également avoir un impact significatif sur la maturation du cerveau des adolescents. Des interventions pharmacologiques visant à réguler le comportement des adolescents ont été tentées avec un succès limité. Étant donné que plusieurs facteurs, dont l’âge, le sexe, la maladie, l’état nutritionnel et la toxicomanie, ont un impact significatif sur la maturation du cerveau de l’adolescent, nous avons souligné l’influence de ces aspects cliniquement significatifs et socialement importants dans ce rapport.
Introduction
Des progrès significatifs ont été réalisés au cours des 25 dernières années dans la compréhension de la morphologie et de la fonction régionales du cerveau à l’adolescence. On sait maintenant que plusieurs changements morphologiques et fonctionnels majeurs se produisent dans le cerveau humain à l’adolescence.1 Des études d’imagerie moléculaire et de génomique fonctionnelle ont indiqué que le cerveau reste dans un état de développement actif à l’adolescence. En particulier, les études d’imagerie par résonance magnétique (IRM) ont révélé que la myélinogénèse se poursuit et que le neurocircuit reste structurellement et fonctionnellement vulnérable aux augmentations significatives des hormones sexuelles (œstrogène, progestérone et testostérone) au cours de la puberté qui, avec les apports environnementaux, influencent les habitudes sexuelles, alimentaires et de sommeil. Des changements particulièrement importants se produisent dans le système limbique, ce qui peut avoir un impact sur la maîtrise de soi, la prise de décision, les émotions et les comportements à risque. Le cerveau connaît également une augmentation de la synthèse de la myéline dans le lobe frontal, qui est impliquée dans les processus cognitifs à l’adolescence.
La maturation du cerveau à l’adolescence (10-24 ans) peut être régie par plusieurs facteurs, comme le montre la figure 1. Elle peut être influencée par l’hérédité et l’environnement, les agressions prénatales et postnatales, l’état nutritionnel, les habitudes de sommeil, la pharmacothérapie et les interventions chirurgicales pendant la petite enfance. En outre, le stress physique, mental, économique et psychologique, l’abus de drogues (caféine, nicotine et alcool) et les hormones sexuelles, notamment les œstrogènes, la progestérone et la testostérone, peuvent influencer le développement et la maturation du cerveau de l’adolescent. Des études d’IRM ont suggéré que le neurocircuit et la myélinogenèse restent en construction pendant l’adolescence parce que ces événements dans le système nerveux central (SNC) sont régulés au niveau transcriptionnel par les hormones sexuelles qui sont spécifiquement augmentées pendant la puberté.
Les données neurocomportementales, morphologiques, neurochimiques et pharmacologiques suggèrent que le cerveau reste en construction pendant l’adolescence, comme l’illustre la figure 2. Ainsi, la consolidation du neurocybernétisme se produit à l’adolescence par la maturation du neurocircuit et de la myélinisation. Bien que la tubulinogenèse, l’axonogenèse et la synaptogenèse puissent être accomplies pendant la vie prénatale et postnatale immédiate, la myélinogenèse reste active pendant la vie adolescente. Des preuves neurochimiques suggèrent que la neurotransmission glutamatergique est accomplie pendant la vie prénatale et postnatale immédiate tandis que la neurotransmission gamma-aminobutyrique (GABA), en particulier dans le cortex préfrontal, reste en construction pendant l’adolescence. Par conséquent, le retard de développement de la neurotransmission GABAergique est tenu pour responsable de l’excitation neurocomportementale, y compris l’euphorie et les comportements à risque, tandis que la neurotransmission dopaminergique (DA), en particulier dans la zone préfrontale, est régulée dans son développement par les hormones sexuelles et est impliquée dans les comportements de recherche de drogues à l’adolescence ; ainsi, le développement du cerveau dans les zones critiques est un processus continu à l’adolescence. En effet, les adolescents sont des personnes qui prennent des risques et recherchent la nouveauté, et ils sont plus susceptibles d’accorder plus de poids aux expériences positives et moins aux expériences négatives que les adultes. Ce biais comportemental peut les conduire à s’engager dans des activités à risque comme la conduite dangereuse, les rapports sexuels non protégés et la toxicomanie. En fait, la plupart des toxicomanies commencent à l’adolescence, et l’abus précoce de drogues est généralement associé à une incidence accrue de tolérance physique et de dépendance. Les changements hormonaux de la puberté contribuent aux changements physiques, émotionnels, intellectuels et sociaux de l’adolescence. Ces changements n’induisent pas seulement la maturation de la fonction reproductive et l’émergence des caractéristiques sexuelles secondaires, mais ils contribuent également à l’apparition de différences entre les sexes dans les comportements non reproductifs. Les changements physiques, y compris la croissance accélérée du corps, la maturation sexuelle et le développement des caractéristiques sexuelles secondaires, se produisent simultanément avec le développement social, émotionnel et cognitif de l’adolescence. En outre, le cerveau de l’adolescent évolue et devient capable de s’organiser, de réguler ses impulsions et de peser les risques et les récompenses ; cependant, ces changements peuvent rendre les adolescents très vulnérables aux comportements à risque. La maturation cérébrale est donc un aspect extrêmement important du développement global de l’adolescent, et une compréhension de base de ce processus pourrait aider à comprendre les problèmes de comportement sexuel, de grossesse et de performance intellectuelle des adolescents.
Il existe plusieurs autres aspects cruciaux du développement de l’adolescence qui sont associés à des changements dans les caractéristiques physiques, cognitives et psychosociales, ainsi qu’à des attitudes envers l’intimité et l’indépendance, et qui peuvent également influencer la maturation du cerveau ; ces aspects seront également abordés dans le présent rapport. En outre, nous soulignons les effets délétères de l’abus de drogues et l’importance clinique d’une alimentation à base d’huiles de poisson et d’acides gras dans la maturation cérébrale des adolescents.
Conclusion
Des preuves neuromorphologiques, neurochimiques, neurophysiologiques, neurocomportementales et neuropharmacologiques suggèrent que le cerveau reste dans un état actif de maturation pendant l’adolescence. Ces données soutiennent l’hypothèse selon laquelle le cerveau des adolescents est structurellement et fonctionnellement vulnérable au stress environnemental, aux comportements à risque, à la toxicomanie, à la conduite en état d’ivresse et aux rapports sexuels non protégés. Les études de tomographie et d’IRM fournissent également des preuves à l’appui de cette hypothèse.
La maturation du cerveau se produit à l’adolescence en raison d’une augmentation de la synthèse des hormones sexuelles impliquées dans la puberté, notamment les œstrogènes, la progestérone et la testostérone. Ces hormones sexuelles augmentent la myélinogenèse et le développement du neurocircuit impliqué dans une neurocybernétique efficace. Bien que la tubulinogenèse, l’axonogenèse et la synaptogenèse puissent se produire pendant les périodes prénatale et postnatale précoce, la myelinogenèse impliquée dans l’isolation des axones reste en construction à l’adolescence. Les hormones sexuelles influencent également de manière significative la prise alimentaire et les besoins en sommeil pendant la puberté. Outre les changements spectaculaires des caractéristiques sexuelles secondaires, les hormones sexuelles peuvent également influencer l’apprentissage, l’intelligence, la mémoire et le comportement des adolescents.
En outre, on peut observer que le développement de la neurotransmission glutamatergique excitatrice se produit plus tôt dans le cerveau en développement par rapport à la neurotransmission GABAergique, ce qui rend la population pédiatrique sensible aux crises.
Le développement et la maturation du cortex préfrontal se produisent principalement à l’adolescence et sont complètement achevés à l’âge de 25 ans. Le développement du cortex préfrontal est très important pour les performances comportementales complexes, car cette région du cerveau aide à accomplir les fonctions cérébrales exécutives.
Une étude détaillée est nécessaire pour déterminer les biomarqueurs exacts impliqués, ainsi que l’influence complexe de l’alimentation, des drogues, du sexe et du sommeil sur la maturation du cerveau des adolescents, comme cela a été brièvement évoqué dans ce rapport.
