Lees, B., Meredith, L. R., Kirkland, A. E., Bryant, B. E., & Squeglia, L. M. (2020). Effect of alcohol use on the adolescent brain and behavior. Pharmacology Biochemistry and Behavior, 192, 172906.

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Abstract.

L’adolescence est une période du développement neurologique particulièrement vulnérable, marquée par des taux élevés d’engagement dans une consommation d’alcool à risque. Cette revue résume les conséquences cognitives et neurales de la consommation d’alcool à l’adolescence à partir d’études longitudinales chez l’homme et l’animal. Les résultats des études menées chez l’homme et l’adolescent suggèrent que le binge drinking et la consommation excessive d’alcool sont associés à un fonctionnement cognitif moins bon dans un large éventail d’évaluations neuropsychologiques, notamment l’apprentissage, la mémoire, le fonctionnement visuospatial, la vitesse psychomotrice, l’attention, le fonctionnement exécutif et l’impulsivité. La consommation d’alcool pendant l’adolescence est associée à une diminution accélérée du volume de la matière grise et à une augmentation atténuée du volume de la matière blanche, ainsi qu’à une activité neuronale aberrante pendant les tâches de fonctionnement exécutif, de contrôle de l’attention et de sensibilité à la récompense, par rapport aux adolescents qui ne boivent pas. Des études animales sur des rongeurs et des primates non humains ont reproduit les résultats obtenus chez l’homme et suggèrent que les conséquences cognitives et neurales de la consommation d’alcool à l’adolescence peuvent persister à l’âge adulte. De nouvelles études sur les rongeurs démontrent que la consommation d’alcool à l’adolescence peut augmenter la réactivité du système dopaminergique à l’alcool plus tard dans la vie, et perturber la neurogenèse à l’adolescence, potentiellement par le biais de la neuroinflammation, avec des effets neuronaux et comportementaux durables à l’âge adulte. Des études longitudinales de plus grande envergure sur la cognition et la neuro-imagerie humaine sont actuellement en cours, avec des échantillons plus diversifiés. Elles permettront de mieux comprendre l’impact de la polyconsommation de substances, ainsi que les effets interactifs de la consommation de substances, de la santé physique et mentale et des facteurs démographiques sur la cognition et le neurodéveloppement.

1. Introduction

L’adolescence est une phase de développement critique qui implique des changements physiques, cognitifs, émotionnels, sociaux et comportementaux importants. Les caractéristiques cognitives de l’adolescence comprennent une sensibilité accrue à la récompense, la recherche de sensations et l’action impulsive, ainsi qu’une diminution de la maîtrise de soi pour inhiber les émotions et les comportements. Cela contribue aux taux élevés d’engagement dans des comportements à risque, notamment l’initiation et l’escalade de la consommation d’alcool. Les développements cérébraux spécifiques aux adolescents peuvent prédisposer les jeunes à être particulièrement vulnérables aux conséquences potentiellement graves et durables de l’alcool.

Des études de conception transversale ont établi une relation entre la consommation d’alcool chez les adolescents, le développement du cerveau et les fonctions cognitives. Au cours de la dernière décennie, les chercheurs ont tenté de comprendre la direction de cette relation. Considérant qu’il serait hautement contraire à l’éthique de randomiser les jeunes dans différents groupes de consommateurs d’alcool, la recherche humaine se limite à des études d’observation naturelle. Il est donc difficile de distinguer les résultats corrélationnels des résultats causaux. Des modèles prospectifs et longitudinaux ont été utilisés pour aider à délimiter les altérations préexistantes et les effets post-alcool sur le développement du cerveau en évaluant les jeunes avant qu’ils n’aient consommé de l’alcool ou d’autres drogues et en continuant à les évaluer au fil du temps lorsqu’une partie de la population participante passe naturellement à la consommation de substances. Cette conception permet d’examiner les trajectoires neuronales normales du développement chez les jeunes qui n’ont jamais consommé d’alcool ou de drogues pendant l’adolescence et de comparer leur maturation cérébrale à celle des jeunes qui passent à la consommation de substances.

Un examen récent a résumé les marqueurs neurobiologiques potentiellement préexistants de la consommation d’alcool chez les humains. Bien que les examens précédents aient exploré les conséquences neurobiologiques de la consommation d’alcool, des limites existent. Certains examens précédents ont résumé des études examinant l’impact d’un seul mode de consommation d’alcool chez les adolescents, ou d’un seul type d’étude (c’est-à-dire des études neuropsychologiques , des études de neuroimagerie). Des revues plus larges et plus inclusives sur les effets de la consommation d’alcool existent, bien qu’elles nécessitent une mise à jour en raison de l’expansion rapide de la base de données probantes. L’objectif de cette revue est donc de fournir une mise à jour de la littérature croissante en résumant les conséquences neurales et cognitives des différents modes de consommation d’alcool à l’adolescence, à partir d’études longitudinales prospectives chez l’homme, les rongeurs et les primates non humains. Afin de fournir un contexte plus large des conséquences neurales et cognitives de la consommation d’alcool, cette revue commence par une vue d’ensemble du développement cérébral des adolescents et des taux de prévalence globale de la consommation d’alcool chez les adolescents avant de résumer les effets de la consommation d’alcool chez les adolescents sur le cerveau et le comportement à partir d’études humaines et animales. L’accent a été mis sur les études de neuroimagerie, de neuropsychologie et de neurophysiologie afin de mieux comprendre les conséquences neurobiologiques sous-jacentes de la consommation précoce d’alcool. Les résultats d’études transversales ne sont pas inclus.

2. Aperçu du cerveau de l’adolescent

Le cerveau subit un développement neurologique important à l’adolescence, la maturation se poursuivant jusqu’à l’âge de 25 ans environ. La matière grise du cerveau, qui comprend principalement les corps des cellules nerveuses et les dendrites, a tendance à diminuer au cours du développement normal du cerveau de l’adolescent par la suppression des connexions synaptiques faibles et les modifications de la matrice extracellulaire. Parallèlement, le volume et l’intégrité de la matière blanche augmentent au cours de cette période avec la myélinisation continue des axones, permettant une communication plus efficace entre les régions du cerveau. Certaines recherches suggèrent que, grâce à ce processus, la connectivité distribuée et les circuits entre des régions cérébrales éloignées sont accrus par rapport à une connectivité plus locale ; toutefois, cette conclusion a été débattue.

Diverses régions du cerveau ont des trajectoires de développement variables dans le temps, les régions sensorimotrices d’ordre inférieur arrivant à maturité en premier, suivies des régions limbiques importantes pour le traitement des récompenses, et les régions frontales associées au fonctionnement cognitif d’ordre supérieur se développant plus tard à l’adolescence et au début de l’âge adulte. Les trajectoires de développement du cerveau des adolescents ont tendance à différer selon le sexe, le cerveau des femmes se développant un à deux ans plus tôt que celui des hommes. Par exemple, la matière grise corticale atteint son épaisseur maximale dans les lobes pariétaux à l’âge de 10 ans (femmes) et 12 ans (hommes), et dans les lobes frontaux à l’âge de 11 ans (femmes) et 12 ans (hommes). Ce schéma est toutefois inversé pour les lobes temporaux, qui atteignent leur épaisseur maximale à l’âge de 16 (hommes) et 17 (femmes).

Les systèmes de neurotransmetteurs, qui transmettent des signaux chimiques à travers les synapses, subissent également des changements importants à l’adolescence. Les projections de dopamine vers les régions limbiques et frontales atteignent souvent un pic à l’adolescence. Cela est associé à une sensibilité neuronale amplifiée à la suite de récompenses, par rapport à l’âge adulte . Le contrôle inhibiteur est généralement plus faible à l’adolescence qu’à l’âge adulte, reflétant des synapses excitatrices plus importantes et moins de neurotransmetteurs inhibiteurs GABAergiques dans les régions frontales d’ordre supérieur, le rapport s’inversant à la fin de l’adolescence et à l’âge adulte. On pense que l’hypersensibilité à la récompense, associée à une faible inhibition, augmente la propension des adolescents à vivre des expériences risquées et nouvelles, comme la consommation d’alcool. L’exposition aux neurotoxines, en particulier la consommation d’alcool, pendant l’adolescence peut affecter le développement sain du cerveau, des changements même mineurs dans les trajectoires neurodéveloppementales affectant un éventail de fonctionnements cognitifs, émotionnels et sociaux. La consommation d’alcool pendant l’adolescence pourrait donc préparer le terrain pour des problèmes cognitifs à l’âge adulte, conférant des conséquences fonctionnelles tout au long de la vie.

3. Prévalence mondiale de la consommation d’alcool chez les adolescents

La consommation d’alcool chez les adolescents est hétérogène, allant d’une consommation faible et normative à une consommation importante et pathologique. L’alcool est la substance la plus fréquemment consommée, car elle est généralement la plus facile d’accès pour les adolescents (Organisation mondiale de la santé. Rapport de situation mondiale sur l’alcool et la santé, 2018). L’âge moyen d’initiation à la consommation d’alcool chez les adolescents américains et australiens est de 15 ans. Dans toute l’Europe, la plupart des adolescents commencent à boire de l’alcool entre 12 et 16 ans, 25 % des adolescents de cette région consommant pour la première fois de l’alcool à l’âge de 13 ans. L’estimation mondiale des adolescents (âgés de 15 à 19 ans) ayant bu de l’alcool au cours du dernier mois est de 27 %, allant de 1 à 44 % selon les pays (Fig. 1). Des taux plus élevés de consommation d’alcool au cours du mois écoulé chez les adolescents sont observés dans les pays à revenu plus élevé ; les taux les plus élevés sont observés dans la région européenne (44 %), et les taux les plus faibles dans la région de la Méditerranée orientale (1,2 %). La consommation d’alcool au cours du mois écoulé chez les adolescents des autres pays varie de 38 % dans les régions des Amériques et du Pacifique occidental, à 21 % en Afrique et en Asie du Sud-Est, et à 14 % au Japon.

Il est également important de tenir compte des habitudes de consommation d’alcool courantes chez les adolescents, c’est pourquoi de nombreuses études utilisent la classification de la consommation d’alcool résumée dans la figure 2. Si les taux de consommation excessive d’alcool sont les plus élevés chez les jeunes de 20 à 24 ans, la consommation excessive d’alcool chez les adolescents reste préoccupante. Le binge drinking est un mode de consommation d’alcool qui élève le taux d’alcoolémie à 0,08 g/dL, ce qui se produit généralement après la consommation d’au moins quatre verres standard pour les femmes et d’au moins cinq verres pour les hommes sur une période de deux heures. Le binge drinking chez les jeunes de 15 à 19 ans est particulièrement répandu (Fig. 1), avec des estimations mondiales de 14 % qui ont déclaré ce mode de consommation au cours du mois précédent. Les taux les plus élevés de binge drinking se trouvent dans la région européenne (24 %), notamment en Autriche, à Chypre et au Danemark où >50 % des étudiants déclarent ce mode de consommation excessive d’alcool. Aux États-Unis, 4 % et 14 % des adolescents âgés de 14 et 18 ans, respectivement, déclarent avoir pratiqué le binge drinking au cours des deux semaines précédentes. De même, en Australie, 2 % et 17 % des adolescents de 14 et 17 ans déclarent avoir pratiqué le binge drinking au cours de la semaine précédente. Environ 13 % des adolescents d’Afrique et 10 % des adolescents d’Asie du Sud-Est déclarent avoir eu une consommation excessive d’alcool au cours du mois précédent.

Comme indiqué précédemment avec les trajectoires de neurodéveloppement, des différences entre les sexes sont également signalées dans les estimations de la consommation d’alcool, qui montrent que des taux de consommation plus élevés se produisent chez les jeunes hommes que chez les femmes. À l’échelle mondiale, 22 % des hommes et 5 % des femmes ont une consommation excessive d’alcool pendant l’adolescence. Si l’on se concentre sur le binge drinking des adolescents par pays, les taux sont signalés comme étant de 36 % des hommes et 12 % des femmes en Europe ; 30 % des hommes et 6 % des femmes dans les Amériques et les régions du Pacifique occidental ; et environ 17 à 21 % des hommes adolescents et 3 à 4 % des femmes adolescentes pratiquent le binge drinking en Afrique et en Asie du Sud-Est.

Dans l’ensemble, ces taux de prévalence généraux et sexospécifiques représentent une baisse récente de la consommation générale d’alcool et de la consommation excessive d’alcool, parallèlement à une augmentation du nombre d’adolescents qui s’abstiennent totalement de consommer de l’alcool. Malgré ces baisses, la consommation d’alcool des adolescents reste un problème majeur de santé publique. Il est clairement établi que la consommation d’alcool chez les adolescents est associée à un large éventail de résultats négatifs à court et à long terme. Les conséquences négatives de la consommation d’alcool à l’adolescence comprennent l’attrition progressive des fonctions cognitives et des trajectoires de développement neuronal aberrantes.

4. Effets de l’alcool chez l’adolescent sur le cerveau humain

Des études longitudinales prospectives en neuropsychologie, en neuroimagerie et en neurophysiologie ont identifié les conséquences cognitives et neurales directement liées à l’initiation et à l’intensification de la consommation d’alcool chez les adolescents. Dans l’ensemble, on a constaté que la consommation d’alcool à l’adolescence avait des effets négatifs sur la cognition, la structure et le fonctionnement du cerveau (tableau 1) ; cependant, le niveau auquel la consommation d’alcool et les différents modes de consommation affectent le fonctionnement du cerveau des hommes et des femmes a été débattu. La recherche dans ce domaine se limite également à des études d’observation naturelle, et il est courant qu’une partie des adolescents consomment plusieurs substances (par exemple, de l’alcool et du cannabis). Bien que les études puissent essayer de contrôler statistiquement la consommation d’autres drogues afin de déterminer la contribution relative de la consommation d’alcool sur le fonctionnement du cerveau, cette méthode est imparfaite étant donné la forte colinéarité entre les variables de consommation d’alcool et d’autres drogues ainsi que les effets interactifs potentiels. Des études longitudinales avec des échantillons de très grande taille sont actuellement en cours et pourraient aider à répondre à ces questions importantes.

[TABLEAU 1]

4.1 Conséquences neuropsychologiques de la consommation d’alcool

Les batteries de tests neuropsychologiques permettent de suivre l’évolution des capacités cognitives dans le temps afin de détecter les effets potentiels de la consommation d’alcool sur la cognition et le développement intellectuel. Les déficits induits par l’alcool ont sans doute un impact encore plus important chez les adolescents que chez les adultes, étant donné que la réussite scolaire, l’apprentissage et le développement neuronal continu sont les tâches de développement les plus critiques de l’adolescence. Il est à noter que les comportements liés à la consommation d’alcool entre 12 et 14 ans permettent de prédire une baisse des résultats scolaires dans les années suivantes, même après avoir pris en compte des facteurs de confusion tels que le sexe et le comportement d’extériorisation (Latvala et al., 2014). Une méta-analyse récente d’études transversales a rapporté que le binge drinking chez les adolescents était associé à un déficit cognitif global et à des déficiences spécifiques dans la prise de décision et l’inhibition. Ici, nous faisons état d’études longitudinales qui ont identifié les effets négatifs potentiels du binge drinking et de la forte consommation d’alcool chez les adolescents sur la mémoire, l’apprentissage, la fonction visuospatiale, la fonction exécutive, la capacité de lecture et l’impulsivité.

L’Avon Longitudinal Study of Parents and Children est une étude en cours basée sur la population au Royaume-Uni. En utilisant les données de 3141 adolescents, les buveurs excessifs fréquents ont montré une moins bonne mémoire de travail par rapport au groupe à faible consommation d’alcool. Toutefois, cette association était atténuée après ajustement des variables sociodémographiques et de la consommation de tabac et de cannabis. Dans un échantillon de 89 jeunes qui n’avaient pas d’antécédents de troubles psychiatriques et ne consommaient pas régulièrement d’autres drogues, une consommation excessive d’alcool constante pendant deux ans à la fin de l’adolescence était associée à un rappel immédiat et différé, une rétention et une mémoire de travail moins bons, par rapport aux non-binge drinkers. À l’inverse, une étude de quatre ans portant sur 234 adolescents a révélé de manière inattendue qu’une consommation d’alcool plus importante permettait de prédire une meilleure mémoire de travail, en grande partie grâce à une relation entre les antécédents récents d’évanouissement et les scores d’attention auditive, après contrôle de l’âge, du statut socio-économique, de l’abstinence, du sexe et des performances de base. Bien que cela soit en contraste avec d’autres résultats de cette étude qui ont démontré que plus de jours de consommation d’alcool prédisaient une mémoire verbale et une capacité visuospatiale plus mauvaises. Environ 40 % de la cohorte avait essayé le cannabis, et 18 % avaient essayé d’autres drogues illicites. Aucun test de suivi n’est venu étayer la constatation inattendue concernant la mémoire de travail, comme l’élimination du sexe et d’autres covariables des modèles de régression. Les auteurs concluent que le manque de fiabilité des données d’auto-évaluation de la consommation d’alcool peut également avoir contribué à ce résultat inattendu. Une étude utilisant huit années de données provenant de 2 226 jeunes dans le cadre de l’enquête Tracking Adolescents’ Individual Lives Survey (TRAILS) a révélé que la consommation légère et importante d’alcool chez les adolescents n’était pas associée à une détérioration des fonctions exécutives, par rapport à l’absence de consommation d’alcool, lorsque les performances de base, l’âge et le tabagisme étaient pris en compte. Une étude de quatre ans portant sur 92 adolescents a révélé qu’une faible consommation d’alcool était associée à des améliorations subtiles du contrôle inhibiteur. Aucun effet négatif de la faible consommation d’alcool sur le développement des notes scolaires, de la mémoire de travail spatiale ou du traitement visuel rapide n’a été constaté. Par conséquent, la consommation excessive d’alcool peut avoir des effets néfastes spécifiques sur le fonctionnement exécutif, par rapport à des doses plus légères. Des résultats contradictoires peuvent également refléter en partie des comorbidités psychiatriques et de consommation d’autres substances.

Une étude longitudinale de 10 ans a suivi des jeunes consommateurs excessifs d’alcool et des jeunes témoins de l’âge de 16 ans jusqu’au début de l’âge adulte (~25 ans). Les jeunes chez qui l’on a diagnostiqué un trouble psychiatrique, en dehors du trouble du comportement, ont été exclus de l’étude à l’admission. La forte consommation d’alcool et les symptômes de sevrage ont été associés à une détérioration de la mémoire verbale et de l’apprentissage au fil du temps, ainsi qu’à un déclin relatif des fonctions visuospatiales. Des habitudes de consommation plus importantes et des symptômes de gueule de bois et de sevrage plus marqués au fil du temps étaient liés à une détérioration du fonctionnement cognitif, ce qui suggère une relation dose-dépendante entre la consommation d’alcool et le fonctionnement cognitif. Les relations dose-dépendantes entre la consommation d’alcool et les troubles cognitifs ont été reproduites dans d’autres études. Une consommation totale d’alcool plus élevée au cours de la vie permet de prédire une escalade des choix impulsifs et une diminution de la flexibilité cognitive, du rappel verbal, du regroupement sémantique et des capacités de lecture. Un nombre plus élevé de jours de consommation d’alcool sur une période de quatre ans prédit une mémoire verbale et une capacité visuospatiale plus faibles. Un pic d’alcoolémie estimé plus élevé sur une période de six ans prédit un apprentissage verbal et un rappel immédiat, à court et à long terme, différé et assisté plus mauvais. Des effets post-buveur plus importants prédisent une vitesse psychomotrice plus faible, et des symptômes de sevrage plus nombreux au cours du dernier mois sont associés à des diminutions plus importantes du fonctionnement cognitif. Dans l’ensemble, une forte consommation d’alcool à l’adolescence a été associée à une série de déficits cognitifs, certains domaines cognitifs présentant des relations dose-dépendantes où une plus grande consommation d’alcool est associée à un fonctionnement cognitif moins bon (voir tableau 1).

4.2 Conséquences neuropsychologiques de la consommation d’alcool liées au sexe

La consommation d’alcool à l’adolescence peut avoir un impact différent sur les fonctions cognitives des hommes et des femmes, ce qui renforce les implications des différences observées entre les sexes dans le développement du cerveau et les estimations de la consommation d’alcool. Une étude longitudinale de cinq ans a suivi 89 jeunes adolescents de 14 à 19 ans, dont une partie est passée à une consommation modérée (14 %) ou importante (33 %) d’alcool. Des troubles du comportement étaient présents chez 15 % (femmes) et 39 % (hommes) des buveurs, et 0 % des témoins. Les buveurs avaient consommé de l’alcool à des niveaux modérés ou élevés pendant une moyenne de 2,8 ans depuis le début (écart-type = 1,3). Chez les femmes, un plus grand nombre de jours de consommation d’alcool au cours de l’année précédente permettait de prédire une plus grande réduction des performances visuospatiales entre le début et la fin de l’étude. Chez les hommes, le nombre de symptômes de la gueule de bois au cours de l’année précédente tend à prédire une détérioration relative de l’attention soutenue. Bien que les buveurs aient consommé du cannabis et d’autres drogues, ces substances n’ont pas prédit de changement dans le fonctionnement cognitif. Une étude de six ans a suivi 155 adolescents plus âgés à partir de 18 ans tous les 22 mois. Les binge drinkers réguliers, qui ont continué à avoir un comportement de binge drinking pendant toute la durée de l’étude, représentaient 35%, 23% et 10% de l’échantillon lors du premier, deuxième et troisième suivi, respectivement. Les binge drinkers constants ont présenté des difficultés dans le rappel immédiat et différé, avec des déficits similaires pour les hommes et les femmes par rapport aux témoins, tandis qu’aucun désavantage pour les deux sexes n’a été observé pour la capacité de prise de décision. Cela suggère que certains domaines cognitifs peuvent être impactés de manière différentielle chez les adolescents et adolescentes qui boivent, tandis que d’autres domaines peuvent être affectés de manière similaire. D’autres recherches longitudinales sur les différences entre les sexes dans d’autres domaines cognitifs connus pour être affectés par la consommation d’alcool (c’est-à-dire l’apprentissage, les fonctions exécutives, l’impulsivité) devraient être menées.

4.3 Conséquences structurelles sur le cerveau

Les altérations des trajectoires neurodéveloppementales induites par la consommation d’alcool à l’adolescence (notamment une diminution accélérée du volume de la matière grise, une augmentation atténuée du volume et de la densité de la matière blanche et une moindre intégrité de la matière blanche) peuvent être à l’origine de certains déficits cognitifs à long terme. Nous examinons ici les études longitudinales portant sur les changements structurels du cerveau après la consommation d’alcool à l’adolescence. Le National Consortium on Alcohol and Neurodevelopment in Adolescence (NCANDA) est une étude longitudinale prospective représentative au niveau national menée aux États-Unis, conçue pour démêler les relations complexes entre le début, l’escalade et la désistance de la consommation d’alcool à l’adolescence et la neuromaturation. Au départ, tous les adolescents n’étaient pas ou peu consommateurs d’alcool, de tabac, de cannabis et d’autres drogues. Environ 50% de la cohorte endossait ≥1 symptôme d’externalisation et ≥2 symptômes d’internalisation. Lors de l’évaluation de suivi à deux ans, 356 participants n’étaient pas/peu consommateurs d’alcool, 65 avaient commencé à boire modérément et 62 avaient commencé à boire beaucoup. Les adolescents qui sont restés non/faiblement consommateurs d’alcool ont servi de groupe témoin pour estimer les trajectoires de développement typiques sur la même tranche d’âge que les buveurs. Les jeunes qui ont commencé à boire beaucoup ont montré des trajectoires neurodéveloppementales anormales par rapport aux témoins continuellement non/faible consommateurs d’alcool, avec des diminutions accélérées du volume de la matière grise frontale. Des différences marginales dans la matière grise frontale ont également été observées chez les buveurs modérés et, bien que non significative, leur position intermédiaire entre les non/buveurs et les gros buveurs suggère un effet dose-dépendant. Lors de l’évaluation de suivi de trois à quatre ans, 328 jeunes étaient des non/buveurs faibles, 120 des buveurs modérés et 100 des gros buveurs. Les buveurs modérés et les gros buveurs ont continué à présenter des trajectoires neurodéveloppementales altérées, notamment un déclin accéléré de la matière grise cérébelleuse, une expansion de la matière blanche et une expansion du volume du liquide céphalo-rachidien par rapport aux témoins. La consommation simultanée de cannabis n’a pas contribué à ces effets.

Ces résultats reproduisent des études longitudinales antérieures avec des échantillons de plus petite taille montrant que les adolescents buveurs excessifs avaient des trajectoires neurodéveloppementales altérées, y compris des diminutions accélérées de la matière grise dans les lobes frontaux et temporaux, et des augmentations atténuées de la croissance de la matière blanche au fil du temps dans les lobes frontal, temporal et occipital, le cingulum, le corps calleux et le côlon, par rapport aux témoins non consommateurs. Une étude prospective de quatre ans a mesuré les changements intra-sujet du volume cérébral chez les hommes et les femmes. Les hommes et les femmes grands buveurs ont montré des déviations similaires dans les trajectoires de développement neuronal par rapport aux témoins continuellement non buveurs, y compris des diminutions accélérées du volume de la matière grise (en particulier dans les régions frontales et temporales), et des augmentations atténuées du volume de la matière blanche au cours du suivi, même après avoir contrôlé la consommation de cannabis et d’autres substances.

Dans un échantillon de 113 adolescents âgés de 11 à 16 ans n’ayant jamais consommé d’alcool au début de l’étude, 45 sont devenus des buveurs excessifs avant l’âge de 21 ans. La consommation excessive d’alcool tout au long de l’adolescence a permis de prédire une altération du développement microstructurel de la substance blanche frontostriatale par rapport aux trajectoires de développement d’adolescents sains non consommateurs. Trois études portant sur des adolescents ayant consommé de l’alcool et du cannabis ont montré que ces jeunes présentaient une intégrité de la substance blanche constamment plus faible dans 7 à 20 grappes par rapport aux témoins, ainsi qu’un fonctionnement cognitif moins bon sur une période de 18 mois à trois ans. Des résultats mitigés ont été rapportés pour les effets spécifiques de l’alcool, deux études rapportant que la consommation excessive d’alcool prédit une détérioration de l’intégrité de la substance blanche, sans effet ou avec un effet supplémentaire de la consommation concomitante de cannabis. Une troisième étude a rapporté que les effets de l’intégrité de la substance blanche étaient induits par une forte initiation au cannabis. Le fascicule longitudinal supérieur droit, qui relie les réseaux fronto-pariétaux-temporaux, est le seul tractus de substance blanche cohérent dans toutes les études à présenter une intégrité de la substance blanche plus faible chez les consommateurs d’alcool que chez les témoins.

Dans l’ensemble, la consommation excessive d’alcool semble affecter les trajectoires normales de développement de la maturation de la matière grise et de la matière blanche pendant l’adolescence, en particulier dans les lobes frontal et temporal, et les réseaux d’interconnexion. Certaines études ont signalé des déficits cognitifs concomitants aux trajectoires neurodéveloppementales aberrantes. Les tendances observées chez les jeunes consommateurs d’alcool peuvent représenter un élagage accéléré mais non bénéfique de la matière grise, une efficacité connective atténuée des trajets de la matière blanche, ou encore un déclin prématuré de la matière grise corticale similaire aux déclins de volume liés au vieillissement accéléré chez les adultes alcooliques ou même au vieillissement ” normal “. Les adultes qui s’engagent dans une consommation problématique soutenue d’alcool présentent des altérations structurelles similaires et ont un déclin accéléré de la matière grise et de la matière blanche, ce qui suggère que la consommation d’alcool est associée à un vieillissement accéléré du cerveau. Les études existantes ont tendance à regrouper les jeunes en fonction des ” buveurs ” par rapport aux ” témoins “. Pour remédier à cette limite méthodologique, l’étude Adolescent Brain Cognitive Development (ABCD) est en cours avec un échantillon de plus grande taille (~12 000) qui permettra une investigation plus nuancée de l’effet dose-dépendant de l’alcool sur le développement neuronal.

4.4 Conséquences cérébrales fonctionnelles

Les études de neuro-imagerie fonctionnelle basées sur des tâches mesurent l’activation cérébrale en détectant les changements dans la direction du sang pendant que les participants accomplissent des tâches. Ces études peuvent aider à établir un lien entre les modifications structurelles du cerveau et les déficits comportementaux et cognitifs consécutifs à la consommation d’alcool à l’adolescence. Les études de neuro-imagerie fonctionnelle ont identifié les effets potentiels de la consommation d’alcool sur l’activation cérébrale des adolescents pendant des tâches de mémoire de travail, de contrôle inhibiteur et de sensibilité à la récompense. Dans le cadre d’une étude longitudinale, 40 adolescents de 12 à 16 ans ont été scannés avant qu’ils ne consomment de l’alcool ou des drogues, puis ont été scannés à nouveau environ trois ans plus tard. Au total, 15 % des participants qui sont passés à une consommation excessive d’alcool à la fin de l’adolescence présentaient un trouble des conduites. Ces adolescents qui boivent beaucoup ont montré une moindre activation cérébrale de base dans les régions frontales et pariétales pendant une tâche de mémoire visuelle de travail et d’inhibition par rapport aux témoins. L’activation neuronale au cours de ces tâches a augmenté entre le début et la fin du suivi chez les jeunes qui ont commencé à boire, alors qu’elle a diminué chez ceux qui sont restés abstinents au cours du suivi. Cela suggère que les jeunes qui commencent à boire beaucoup peuvent avoir besoin d’un contrôle cognitif exécutif plus important pour avoir le même niveau de performance que les non-consommateurs.

La consommation excessive d’alcool peut également affecter la réactivité et la sensibilité à la récompense. La consommation excessive d’alcool chez les adolescents a été associée à une moindre activation du cervelet et du striatum dorsal pendant une tâche de récompense monétaire et de prise de décision, respectivement. Un plus grand nombre de boissons par jour de consommation prédit une moindre activation dans ces régions chez les binge drinkers. Cela suggère que la consommation excessive d’alcool peut affecter la composante émotionnelle du traitement de la récompense et de la prise de décision, car les lésions du cervelet postérieur ont été associées à des déficits cognitifs et émotionnels, tandis que le striatum dorsal fait partie intégrante de l’intégration des informations émotionnelles dans la récompense et la prise de décision.

Des études neurophysiologiques menées en Espagne sur une période de deux ans ont mesuré les composantes du potentiel lié à l’événement (ERP) chez des jeunes qui ont une consommation excessive d’alcool et d’autres qui n’en ont pas, pendant des tâches d’attention inhibitrice et complexe. Dans des études distinctes portant sur 38 à 57 participants, les buveurs excessifs réguliers ont présenté une augmentation de l’amplitude de P3 (liée à la mémoire de travail et au contrôle inhibiteur) dans les régions centrale, pariétale et frontale, ainsi qu’une activation accrue dans le cortex préfrontal et l’insula pendant les réponses inhibitrices, par rapport aux non-buveurs ou aux faibles buveurs. Les buveurs excessifs réguliers ont également signalé une augmentation de l’amplitude de P3b dans les régions centrale et pariétale au cours d’une tâche de contrôle de l’attention par rapport aux témoins, les différences étant plus prononcées après deux ans de consommation excessive régulière d’alcool.

L’ensemble de ces études suggère que des différences neuronales sont observables comme conséquence de la consommation d’alcool, reflétant les résultats comportementaux des études neuropsychologiques et neurostructurelles. Les changements fonctionnels n’ont pas été examinés en relation avec les déficits neuropsychologiques ; il n’est donc pas possible de déduire si les changements dans la réponse neuronale étaient liés à des résultats cognitifs moins bons. Les différences entre les sexes en matière d’activation neuronale après la prise d’alcool à l’adolescence restent inconnues. Il convient de noter que ces résultats fonctionnels proviennent de petits échantillons (<30 buveurs dans chaque étude) et incluent principalement des participants de race blanche issus de groupes de statut socio-économique élevé. D’autres études longitudinales d’IRMf et d’ERP sur des échantillons plus importants et plus diversifiés sont nécessaires pour mieux comprendre l’effet spécifique de l’alcool sur le fonctionnement neuronal à l’adolescence.

4.5 Conséquences neurobiologiques : intégration des résultats des études humaines

Il est essentiel de déterminer comment la consommation d’alcool à l’adolescence peut entraîner des déficits cognitifs et comportementaux manifestes, et les modifications structurelles et fonctionnelles précoces du cerveau peuvent nous aider à comprendre cette relation. Des modifications structurelles du cerveau semblent se produire après l’initiation de l’adolescent à l’alcool. Les études ont systématiquement fait état d’une diminution accélérée du volume de matière grise et d’une croissance atténuée de la matière blanche dans les lobes frontal et temporal, avec une moins bonne intégrité de la matière blanche dans l’ensemble des réseaux connexes. On pense que le lobe frontal est essentiel au contrôle cognitif d’ordre supérieur, et que le lobe temporal joue un rôle important dans l’apprentissage et la mémoire. Les dommages causés à ces régions peuvent entraîner des déficiences cognitives manifestes. De même, des études neuropsychologiques démontrent une possible réponse dose-dépendante de la consommation d’alcool sur les capacités de fonctionnement exécutif et sur l’apprentissage et la mémoire. Des recherches préliminaires en neuroimagerie fonctionnelle et en neurophysiologie complètent les conclusions des études neuropsychologiques et de neuroimagerie structurelle ; les transitions vers une forte consommation d’alcool et le binge drinking entraînent une activation neuronale accrue dans les régions fronto-pariétales pendant les tâches de fonctionnement exécutif et de contrôle attentionnel. Cela suggère que l’initiation et la poursuite d’une forte consommation d’alcool peuvent avoir un effet cumulatif sur l’activité cérébrale, et qu’une activité anormale peut refléter une dégradation des mécanismes sous-jacents de fonctionnement attentionnel et exécutif. Les gros buveurs peuvent donc avoir besoin d’un contrôle cognitif exécutif plus important pour obtenir des performances équivalentes à celles des non-consommateurs. Dans l’ensemble, l’intégration des études de neuroimagerie humaine, de neuropsychologie et de neurophysiologie suggère que la consommation modérée à importante d’alcool peut initialement entraîner des modifications structurelles du cerveau, et qu’en cas de consommation excessive, les déficiences neurales qui en résultent peuvent avoir des conséquences fonctionnelles plus manifestes (c’est-à-dire des déficits du fonctionnement cognitif).

Il est important de noter que des études antérieures montrent que les vulnérabilités cognitives et neurales pré-morbides prédisposent certains adolescents à commencer à consommer de l’alcool et à en abuser. À l’heure actuelle, il n’est pas clair si les déficits neurobiologiques sont les résultats directs de la consommation d’alcool chez les adolescents, indépendamment des prédispositions, ou si les jeunes présentant des marqueurs de vulnérabilité avant l’initiation à l’alcool connaissent ensuite de plus mauvais résultats neurobiologiques après la prise d’alcool. Des études longitudinales prospectives de plus grande envergure, actuellement en cours, permettront de démêler ces relations complexes.

5. Fonctionnement cognitif et neural après l’arrêt de la consommation d’alcool

Des études ont examiné les effets de l’abandon de l’alcool (c’est-à-dire l’arrêt de la consommation d’alcool) à l’adolescence sur le fonctionnement cognitif et neural. Une étude menée sur une période de 10 ans a révélé que les jeunes ayant cessé de consommer de l’alcool, qui répondaient auparavant aux critères d’un trouble lié à la consommation d’alcool, obtenaient des résultats similaires à ceux des jeunes présentant des troubles persistants dans des tâches mesurant le fonctionnement visuospatial et les capacités linguistiques. La majorité des jeunes de cette étude répondaient également aux critères d’au moins un autre trouble lié à la consommation d’alcool. De même, aucune amélioration n’a été signalée pour le rappel immédiat ou différé dans un échantillon de 20 jeunes qui avaient arrêté le binge drinking pendant deux ans. Cependant, une autre étude de deux ans qui comprenait 16 ex-binge drinkers a constaté une certaine amélioration du rappel différé qui reflétait une position intermédiaire entre les binge drinkers et les non-buveurs à l’âge de 21 ans. L’abandon à plus long terme du binge drinking (deux à quatre ans) chez des adolescents plus âgés et en bonne santé, qui déclarent occasionnellement consommer du cannabis et/ou du tabac, a été associé à des améliorations du rappel immédiat qui correspondaient aux performances des témoins non-buveurs, et à des améliorations de la mémoire à long terme et de la mémoire de travail qui reflétaient là encore une position intermédiaire entre les binge drinkers et les non-buveurs.

Une étude de neuro-imagerie fonctionnelle a rapporté qu’après un mois d’abstinence, les adolescents qui avaient auparavant bu beaucoup ne présentaient plus d’altérations de l’activation de la récompense aux indices de l’alcool, soulignant le potentiel des adolescents à bénéficier d’une intervention précoce et à récupérer des effets à court terme de l’alcool. Dans l’ensemble, ces résultats fournissent des preuves mitigées quant à savoir si le fonctionnement cognitif des adolescents qui boivent beaucoup peut être modifié ou amélioré après l’abstinence, la réduction de la consommation d’alcool ou un traitement. Bien qu’il existe un soutien préliminaire selon lequel l’abstinence peut être liée à la récupération du fonctionnement cérébral, des preuves supplémentaires sont nécessaires. Des recherches futures sont nécessaires pour clarifier le moment où la récupération cognitive et neuronale est la plus probable, et si certains domaines cognitifs et neuronaux sont plus malléables que d’autres après des changements dans la consommation de substances. Ces connaissances profiteront aux praticiens travaillant avec des adolescents et pourront, en fin de compte, éclairer les pratiques de traitement de la consommation d’alcool.

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[Je passe la partie 6 qui concerne les études animales]

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7. Orientations futures et conclusions

Les récents modèles prospectifs et longitudinaux ont considérablement amélioré notre connaissance de la relation complexe entre le développement du cerveau des adolescents et la consommation d’alcool en distinguant les vulnérabilités préexistantes des effets consécutifs de la consommation. Cependant, compte tenu de la grande hétérogénéité des schémas de consommation d’alcool et d’autres substances au cours de cette période critique du développement neurologique, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer quels processus de développement et quels domaines cognitifs peuvent être les plus sensibles aux initiatives de prévention et de traitement. Les études multisites de plus grande envergure actuellement en cours (p. ex. ABCD, NCANDA) permettront, on l’espère, de démêler le tableau complexe de la co-utilisation de substances, les effets interactifs de la consommation de substances et de la psychopathologie des adolescents, le sexe et d’autres facteurs démographiques, les habitudes de santé et les vulnérabilités génétiques, entre autres facteurs importants liés à la consommation de substances. Il est nécessaire de comprendre les effets spécifiques à chaque substance, en particulier compte tenu de la légalisation croissante et de l’augmentation des taux de consommation de cannabis aux États-Unis, de l’augmentation spectaculaire de la consommation d’e-cigarettes chez les adolescents et des préoccupations mondiales concernant la dépendance aux opioïdes et les décès associés. Ces études de plus grande envergure sont en mesure de différencier les effets spécifiques de l’alcool sur le développement neural, ainsi que du cannabis, du tabac, des e-cigarettes, des opioïdes, de la cocaïne, des hallucinogènes et des amphétamines. Les études futures doivent également déployer des efforts concertés pour recruter davantage d’adolescents d’origines diverses, car les effets de la consommation de substances psychoactives ne sont peut-être pas généralisables à l’ensemble des ethnies et des cultures (la plupart des recherches menées à ce jour ont porté sur des jeunes de race blanche issus de familles de la classe moyenne supérieure), à diverses structures familiales ou à divers profils psychopathologiques. Ces connaissances profiteront aux praticiens qui travaillent avec des adolescents et, espérons-le, éclaireront les futures initiatives de prévention et d’intervention en matière de consommation de substances.

Une meilleure compréhension des effets dose-dépendants des substances permettra d’améliorer les informations de santé publique afin d’éclairer les politiques visant à limiter les quantités consommées par les adolescents et à contrôler la puissance des produits contenant des substances. Plus précisément, il sera utile de savoir comment la consommation excessive d’alcool chez les adolescents, comparée à des niveaux de consommation plus faibles, affecte différemment la cognition et le comportement. En outre, une meilleure compréhension des effets neuronaux et cognitifs à court terme par rapport à ceux à plus long terme de la consommation et de la remise d’alcool à l’adolescence et à l’âge adulte est nécessaire pour mieux informer le traitement. Les chercheurs commencent à suivre ces changements dans les effets à court et à long terme en utilisant des marqueurs neuronaux de la consommation de substances pour mieux comprendre comment une personne réagit au traitement. Le fait de cibler les faiseurs cognitifs de la consommation de substances par le biais de stratégies de traitement de réentraînement cognitif a démontré un certain succès dans la réduction de la consommation d’alcool, ainsi que dans un éventail de populations cliniques comprenant divers troubles de la consommation de substances. Les chercheurs commencent également à étudier l’efficacité de l’entraînement cognitif en tant qu’initiative de prévention de la consommation de substances chez les adolescents, bien que les premiers résultats suggèrent que cette méthode pourrait devoir être complétée par un programme de prévention de la consommation de substances.

Il convient de noter que toutes les études longitudinales humaines de cet examen reposaient sur l’autodéclaration de la consommation de substances par les jeunes. Certaines des études existantes ont également utilisé des fourchettes pour les questionnaires d’auto-déclaration, ce qui affaiblit la capacité à comprendre les relations dose-dépendantes. Les chercheurs sur la consommation de substances commencent à intégrer des mesures en temps réel via la technologie des téléphones intelligents, des marqueurs biologiques plus sophistiqués (c’est-à-dire des échantillons de sang, d’urine, de salive et de cheveux), ainsi que des rapports quotidiens ou un suivi en temps réel de la consommation de drogues via les téléphones intelligents et les dispositifs portables des jeunes. Ces outils nuancés permettront d’améliorer la précision et la fiabilité des rapports pour mieux quantifier la fréquence et la quantité d’alcool consommée. De meilleures normes de neuroimagerie, telles que le balayage dans des conditions neutres pour contrôler des facteurs comme le temps écoulé depuis la dernière consommation d’alcool, et une plus grande cohérence dans les mesures utilisées pour évaluer le fonctionnement cognitif sont également suggérées comme domaine de recherche future.

Les résultats inter-espèces montrent la comparabilité des effets de la consommation d’alcool sur le cerveau et le comportement des adolescents, et les nouvelles études expérimentales sur les rongeurs concernant les conséquences de la consommation d’alcool peuvent guider les travaux futurs sur les adolescents humains. Par exemple, les chercheurs s’intéressent désormais à la quantification de divers produits neurochimiques et transmetteurs dans le cerveau, mesurée par spectroscopie à résonance magnétique. La compréhension de ces changements neurochimiques pourrait nous aider à mieux comprendre les effets neurobiologiques de la consommation de substances, les mécanismes de changement et les altérations induites par la psychothérapie ou le traitement pharmacologique.

Dans l’ensemble, il est clair que la consommation d’alcool à l’adolescence est associée à des conséquences neuronales et cognitives (voir le tableau 1 pour un résumé). S’appuyant sur les études longitudinales les plus récentes, cette revue a intégré les résultats des études neuropsychologiques, neuro-imagerie et neurophysiologiques chez l’homme, ainsi que la littérature animale. La recherche neurobiologique suggère l’existence d’une relation dose-dépendante entre la consommation d’alcool et les différences cérébrales et les déficits cognitifs. Des modifications structurelles et fonctionnelles du cerveau peuvent se produire initialement après des doses modérées à fortes d’alcool, tandis que des déficits cognitifs plus manifestes peuvent être le résultat d’insultes neuronales dues à des doses importantes et à des excès. Les futures études longitudinales devraient examiner le rôle médiateur de la structure et de la fonction cérébrales sur les associations entre la consommation d’alcool à l’adolescence et les conséquences cognitives et comportementales. De nouveaux travaux ont commencé à caractériser les effets neuronaux et cognitifs limités dans le temps et potentiellement récupérables, par opposition aux effets persistants de la consommation d’alcool. Les résultats actuels et les recherches futures ont le potentiel d’améliorer de manière significative la santé globale en informant le développement de stratégies de prévention et d’intervention pour traiter les mécanismes de l’alcool associés aux conséquences neurales et cognitives à l’adolescence.