La plasticité cérébrale, phénomène remaniant la structure et le fonctionnement du cerveau, est au cœur de son adaptation.
I) Plasticité cérébrale et fonctionnement du cerveau
La plasticité cérébrale permet la modification de la structure du cerveau et de son fonctionnement en réponse à des stimulations volontaires (apprentissage) ou des modifications accidentelles (accident vasculaire cérébral).
La plasticité cérébrale se traduit par une augmentation du nombre de connexions synaptiques entre certains neurones, par une augmentation du nombre de neurones ou par l’allongement de leurs axones, ce qui favorise le contact avec d’autres neurones.
II) Les accidents vasculaires cérébraux
Un accident vasculaire cérébral (AVC) résulte d’un problème de circulation du sang dans le cerveau, qui peut affecter des zones précises ou un hémisphère entier. La zone affectée devient inactive, ce qui peut pertuber la motricité.
La plasticité cérébrale permet de restaurer les fonctions perdues à la suite d’un AVC par la mobilisation de nouvelles zones cérébrales. Le processus est facilité par des programmes de rééducation adaptés.
III) La capacité d’apprentissage
L’apprentissage est la capacité pour un individu de modifier son comportement lorsqu’il est face à un problème ou lorsqu’il répète des actions.
En imagerie (IRM fonctionnelle), les zones activées du cerveau sont celles du cortex cérébral les plus irriguées par le sang lors de l’action.
Mot-clé
IRM fonctionnelle : imagerie permettant de visualiser les zones cérébrales en activité.
L’étude par IRM fonctionnelle permet d’illustrer la plasticité cérébrale associée à l’apprentissage. En effet, lorsqu’il joue, un pianiste professionnel mobilise un plus grand nombre de zones du cortex cérébral qu’un amateur.
Doc IRMf des deux hémisphères d’un pianiste amateur (à gauche) et d’un pianiste professionnel (à droite)
Méthode
Observer une récupération après un AVC
Des patients victimes d’un AVC affectant le cortex moteur gauche présentent des troubles de la motricité de la main droite. On a mesuré par IRMf l’activité cérébrale de certains patients pendant un mouvement de fermeture du poing.
Expliquer comment la plasticité cérébrale permet la récupération de la fonction motrice de la main droite après un AVC.
Doc IRMf de patients atteints d’un AVC du cortex moteur gauche
Les images visualisent l’activité des deux hémisphères lors de la fermeture du poing droit 2 et 10 jours après l’accident, en comparaison d’un individu témoin.
Conseils
Étape 1 Comparer les IRMf des patients deux jours après leur AVC et celui des sujets témoins.
Étape 2 Comparer les IRMf des patients au bout de 10 jours avec ceux du deuxième jour.
Étape 3 Expliquer comment la plasticité cérébrale permet la récupération de la fonction motrice de la main droite.
Solution
Étape 1 La surface active du cortex moteur gauche des patients touchés par un AVC est légèrement plus réduite que celle des sujets témoins.
Étape 2 Au bout de 10 jours, l’activité des cortex moteurs droit et gauche des patients augmente lorsque la main droite est serrée.
Étape 3 L’activation de zones du cortex moteur droit après l’AVC lors du mouvement de la main droite montre que le cerveau a modifié son fonctionnement afin de compenser le déficit de motricité de la main droite. Il s’agit bien d’un mécanisme de plasticité cérébrale participant à la restauration de la motricité.