jeudi, 17 octobre 2019 15:23

Le cerveau, une forêt de neurones

Nos neurones ont une capacité d’adaptation et de réorganisation extraordinaire ! C’est ce qu’on appelle la « plasticité cérébrale », ou encore la « neuroplasticité ». La plasticité est essentielle au fonctionnement de notre cerveau, et est un élément fondamental de la mémoire et de l’apprentissage de toute connaissance et tout mouvement !

C’est grâce à elle qu’un enfant apprend à parler et à marcher. C’est aussi grâce à elle qu’un adulte peut apprendre la musique ou une deuxième langue. Elle survient aussi à la suite d’un traumatisme physique ou psychologique, p. ex. un AVC. Ainsi, nos expériences affectent l’organisation du cerveau, autant dans son anatomie que dans sa manière de travailler.

La plasticité peut être comparée au processus de création de sentiers en forêt. Imaginons que les neurones sont des d’arbres à travers lesquels circule l’information, p. ex. un mot à retenir. Répéter ce mot pour l’apprendre équivaut à prendre le même chemin dans cette forêt, encore et encore. L’information crée peu à peu un sentier ; le mot à retenir devient alors « gravé » dans notre mémoire. Ce mécanisme est le même pour nos souvenirs : plus on les repasse dans notre tête, plus ils élargissent un sentier profondément entre les connexions de nos neurones. De même, plus on pratique des mouvements physiques, p. ex. jouer du violon ou botter un ballon de soccer, plus on s’améliore. Le sentier devient un chemin et des intersections, de nouvelles connexions entre nos neurones, apparaissent par l’entraînement. À l’inverse, les sentiers non utilisés finissent par disparaître.

Foret neurones blogue oct2019

Même si la plasticité du cerveau est maximale chez le très jeune enfant et diminue progressivement avec l’âge, on sait aujourd’hui qu’elle ne disparaît jamais complètement ; c’est pourquoi nous pouvons acquérir de nouvelles connaissances et compétences toute la vie !

Le concept de plasticité est au cœur du développement de toutes sortes de méthodes d’entraînement, d’activités, d’appareils et même de médicaments dont l’objectif est d’induire des changements dans le cerveau afin de réduire les effets de son vieillissement. Attention ! Beaucoup de ces propositions manquent d’appuis scientifiques. Les mécanismes de plasticité dans le cerveau humain ne sont pas encore complètement compris, et surtout, on ne connaît pas la « recette » pour induire de la plasticité afin de contrer efficacement et durablement des effets spécifiques du vieillissement, comme la mémoire, l’attention, ou la perception de la parole dans le bruit.

Au sein de notre laboratoire, nous étudions deux formes de plasticité cérébrale : la plasticité induite par la stimulation cérébrale et la plasticité induite par la pratique d’activités musicales. Nous travaillons également à l’élaboration d’un nouveau projet portant sur la plasticité induite par des exercices de parole.

La plasticité induite par la stimulation du cerveau

La stimulation magnétique transcrânienne (TMS) est une méthode utilisée en neuroscience dite non invasive, parce qu’elle ne nécessite pas d’intervention chirurgicale et ne cause pas de destruction des tissus. La TMS permet d’activer ou de désactiver temporairement des régions spécifiques du cerveau. Une bobine génère de petits et brefs champs magnétiques qu’on appelle des « impulsions ». Selon les paramètres de stimulation utilisés (p. ex. le nombre d’impulsions, la force des impulsions et la région du cerveau qui sera stimulée), ce champ magnétique augmente ou diminue l’activité des neurones stimulés. La TMS est utilisée pour étudier le fonctionnement du cerveau et pour induire des changements plastiques dans le but d’améliorer le langage, la cognition, la motricité ou l’humeur. Cette méthode est aussi utilisée pour traiter les symptômes associés à différentes maladies du cerveau, comme la dépression, les troubles cognitifs et l’aphasie résultant d’un AVC.

Au laboratoire, nous utilisons la TMS afin d’étudier la production et la perception de la parole et la cognition. Par exemple, le projet de Valérie (#1495-2018), étudiante au labo, vise à mieux comprendre comment le vieillissement du cerveau affecte la perception de la parole dans le bruit, et à déterminer si la TMS peut induire des changements plastiques pouvant réduire les difficultés liées à la perception de la parole dans le bruit au cours du vieillissement.

La plasticité induite par la pratique d’activités musicales

L’entraînement répété peut créer des changements durables dans notre cerveau. La pratique d’une activité musicale est considérée comme un entraînement total puisque sa pratique fait appel à plusieurs sens en même temps. Imaginons un pianiste. Il doit à la fois lire ses partitions, coordonner les mouvements de ses doigts pour appuyer sur les notes et écouter les sons qui en découlent pour s’assurer qu’il a produit les bonnes notes. C’est aussi un exercice qui fait appel à plusieurs sphères de la cognition : souvenirs, concentration et mémoire, p. ex. lire plusieurs notes à l’avance. Des effets bénéfiques de cette pratique sont d’ailleurs connus chez les musiciens professionnels.

Qu’en est-il de la pratique d’activités musicales au niveau amateur ? Il s’agit d’un intérêt général du laboratoire puisque ce niveau est davantage accessible au grand public ; il y aurait d’ailleurs plus de 500 000 choristes dans la province seulement ! Nous avons amorcé ces travaux en 2011 dans le cadre d’un projet portant sur les effets du chant amateur sur le contrôle de la voix (#294-2011). Nos résultats avaient montré un effet bénéfique du chant sur la voix au cours du vieillissement normal. Deux projets sont présentement en cours au laboratoire qui s’intéressent à la question de la plasticité induite par les expériences musicales.

Le projet de Maxime Perron (#192-2017), étudiant au labo, s’intéresse à l’effet du chant choral sur la perception de la parole dans le bruit. Le projet est présentement au stade de l’analyse des données ; les résultats préliminaires indiquent que le chant choral induirait des changements de la structure du cerveau dans des zones impliquées dans le contrôle de la parole. Ce projet s’inscrit dans le cadre d’un projet beaucoup plus large qui s’intéresse à l’effet de la pratique du chant sur le contrôle de la voix, la production de la parole et les processus cognitifs, comme l’attention et la mémoire de travail. Ces données sont en cours d’analyse et impliquent une grande partie de notre équipe (Émilie, Catherine S, Pascale, Benjamin) et des chercheurs d’ici et d’ailleurs comme Anna Marczyk, notre collaboratrice phonéticienne d’Aix-en-Provence.

Finalement, notre grand projet financé par le FRQNT porte lui aussi sur les bénéfices des activités musicales amateurs. Plus précisément, ce projet, porté par Élisabeth Maillard (#1733-2019), étudiante au labo, s’intéresse aux effets du chant amateur et à la pratique d’un instrument de musique au niveau amateur sur le langage et la cognition. Le projet est en cours de recrutement. Participez !

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À LIRE AUSSI :

À propos de plasticité

Fuchs, E., & Flugge, G. (2014). Adult neuroplasticity: more than 40 years of research. Neural Plast, 2014, 541870. doi:10.1155/2014/541870

Burke, S. N., & Barnes, C. A. (2006). Neural plasticity in the ageing brain. Nat Rev Neurosci, 7(1), 30-40. doi:10.1038/nrn1809

À propos de la plasticité induite par la TMS

Wasserman, E. M. (1998). Risk and safety of repetitive transcranial magnetic stimulation:  report and suggested guidelines from the International Workshop on the Safety of Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation, June 5-7, 1996. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology, 108, 1-16.

Rossi, S., Hallett, M., Rossini, P. M., & Pascual-Leone, A. (2009). Safety, ethical considerations, and application guidelines for the use of transcranial magnetic stimulation in clinical practice and research. Clin Neurophysiol, 120(12), 2008-2039. doi:S1388-2457(09)00519-7 [pii] 10.1016/j.clinph.2009.08.016

Martins, A. R., Fregni, F., Simis, M., & Almeida, J. (2017). Neuromodulation as a cognitive enhancement strategy in healthy older adults: promises and pitfalls. Neuropsychol Dev Cogn B Aging Neuropsychol Cogn, 24(2), 158-185. doi:10.1080/13825585.2016.1176986

Polania, R., Nitsche, M. A., & Ruff, C. C. (2018). Studying and modifying brain function with non-invasive brain stimulation. Nat Neurosci, 21(2), 174-187. doi:10.1038/s41593-017-0054-4

À propos de la plasticité induite par la pratique d’instruments de musique

Halwani, G. F., Loui, P., Ruber, T., & Schlaug, G. (2011). Effects of practice and experience on the arcuate fasciculus: comparing singers, instrumentalists, and non-musicians. Front Psychol, 2, 156. doi:10.3389/fpsyg.2011.00156

Gaser, C., & Schlaug, G. (2003). Brain structures differ between musicians and non-musicians. J Neurosci, 23(27), 9240-9245. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/14534258

Fleming, D., Belleville, S., Peretz, I., West, G., & Zendel, B. R. (2019). The effects of short-term musical training on the neural processing of speech-in-noise in older adults. Brain Cogn, 136, 103592. doi:10.1016/j.bandc.2019.103592

Zendel, B. R., & Alain, C. (2012). Musicians experience less age-related decline in central auditory processing. Psychol Aging, 27(2), 410-417. doi:10.1037/a0024816

Dernière modification le vendredi, 18 octobre 2019 19:04

À propos

Le laboratoire des neurosciences de la parole et de l’audition, dirigé par Pascale Tremblay, Ph.D., se spécialise dans la recherche en neurosciences cognitives du langage. Nos travaux, fondamentalement multidisciplinaires, portent principalement sur les bases neurobiologiques de la perception et la production du langage et de la voix, et sur les facteurs qui affectent notre habileté à communiquer en contexte social (âge, cognition, audition, etc.).