Cerveau : pourquoi (et comment) il n’arrête jamais d’apprendre

Le cerveau humain se caractérise par une capacité impressionnante à établir des connexions chimiques et électriques très rapides et multiples entre ses plus de cent milliards de cellules, principalement des neurones. Mais il y a une autre caractéristique qui contribue à en faire probablement l’objet le plus compliqué que nous connaissions, peut-être le plus compliqué de tout l’Univers : la neuroplasticité, c’est-à-dire l’extraordinaire capacité à modifier sa structure et sa fonction en réponse aux stimuli qu’il reçoit, aux expériences qu’il rencontre. Et dire que jusqu’à il y a quelques décennies, on croyait que le cerveau, une fois la phase de développement passée, était destiné à rester statique, le seul changement possible étant une aggravation, due au vieillissement ou à une détérioration due à des processus de neurodégénérescence, comme cela se produit, par exemple, dans la maladie d’Alzheimer.

À la base de la neuroplasticité se trouve la communication entre les cellules cérébrales : les neurones ont des extensions, l’axone et les dendrites, qui, comme de longs bras, courent à la rencontre des axones et des dendrites d’autres neurones, avec lesquels ils ont des échanges intenses de nature électrochimique, pour former un formidable réseau de connexions, les soi-disant synapses, qui sont environ cent mille milliards de synapses dans chaque cerveau humain. Et chaque fois que vous vivez une nouvelle expérience, chaque fois que vous devez apprendre quelque chose, le système synaptique est prêt à se modifier, à en créer de nouvelles, à former de nouveaux circuits entre différentes zones du cerveau. Ce cerveau qui apparaissait encore aux anatomistes du siècle dernier comme un organe statique attend en réalité avec voracité de nouvelles connaissances et de nouvelles expériences pour se façonner et se renouveler continuellement.

Les premières étapes de la vie

Lorsqu’ils viennent au monde, les humains, contrairement à presque tous les autres animaux, sont encore incapables de prendre soin d’eux-mêmes. Leur cerveau n’est pas prêt pour ce que seront ses fonctions complexes et il lui faudra un long processus de maturation et de développement, au cours duquel les soins des adultes sont essentiels.
«Un chemin possible grâce à l’un des dons les plus importants que la nature nous a offerts: la neuroplasticité, la possibilité de développer continuellement notre cerveau tout au long de notre vie, même lorsque nous devenons âgés» explique Giulio Maira, ancien directeur de neurochirurgie à la polyclinique Gemelli. «Une croissance qui dépend en grande partie des processus d’apprentissage. Chaque fois que nous écoutons quelque chose qui nous intéresse, lisons un livre, visitons un musée ou une exposition, quelque chose bouge entre nos circuits cérébraux, de nouvelles branches neuronales et de nouvelles synapses se développent, le cerveau grandit, de nouvelles connaissances se forment. Et ce sera l’ensemble des connaissances que chacun de nous accumulera, et que nous pourrons définir comme notre réserve cognitive, qui stimulera le développement du cerveau. Un processus qui finit par faire de chacun de nous une entité unique, irremplaçable, différente de toute autre, capable de développer et d’élargir, année après année, tout au long de notre vie, nos facultés mentales.
Le phénomène surprenant de neuroplasticité atteint son apogée dans les premiers stades de la vie, lorsque l’apprentissage est vorace et correspond à la formation d’un nombre impressionnant de nouvelles connexions entre les cellules cérébrales. «C’est un moment où le cerveau peut être défini comme un véritable work in progress, avec des connexions entre neurones qui se forment à une vitesse extraordinaire», dit encore Maira. « Les paroles des parents, les caresses, l’affection, les premiers jeux, l’environnement dans son ensemble, tout contribue à façonner physiquement l’architecture cérébrale. »

Stabilité

Ensuite, à mesure que les processus de maturation s’achèvent et que l’organisation neuronale de base s’établit, une plus grande stabilité de l’organisation et des fonctions devient nécessaire, ce qui réduit les phénomènes de plasticité. La capacité à créer de nouvelles connexions diminue, tandis que les circuits déjà formés se consolident. Le cerveau devient ainsi plus efficace, mais au prix d’une moindre malléabilité. Et quand arrive la vieillesse, la plasticité a tendance à diminuer encore, mais elle a encore la possibilité de rester active. C’est un moment de la vie où si nous utilisons bien notre cerveau, si nous suivons un mode de vie correct, nous pouvons continuer à le faire grandir. Nous pouvons donc dire que le déclin cognitif n’est pas une fatalité. »
Depuis plusieurs années, on découvre également qu’à la plasticité cérébrale fonctionnelle, basée sur la création de nouvelles synapses et de nouveaux réseaux neuronaux, on peut en ajouter une autre, considérée comme impossible il y a quelque temps encore.

Cellules souches

«Aujourd’hui, nous savons que chez de nombreuses espèces animales, rongeurs, oiseaux, primates, la formation de nouveaux neurones a été démontrée, même à l’âge adulte, au moins dans certaines zones, par exemple dans le bulbe olfactif, en raison de l’importance que l’odorat a pour beaucoup d’entre elles, ou dans l’hippocampe, une petite structure en forme d’hippocampe et qui représente un centre très important pour la mémoire. Le phénomène n’a pas encore été définitivement démontré chez l’homme, même si des recherches indiquent que même dans le bulbe olfactif de l’homme, il est possible de trouver des cellules souches totipotentes, c’est-à-dire capables de devenir des neurones adultes. Pour l’instant, leur fonction n’est pas entièrement clarifiée. Cependant, il existe au moins une zone du cerveau humain dans laquelle la possibilité de formation de nouveaux neurones tout au long de la vie a été découverte, et elle se situe précisément dans le gyrus denté de l’hippocampe. Une étude récemment publiée dans la revue Natureréalisée sur des personnes âgées sans déficits cognitifs, rapporte avoir détecté des neurones nouvellement formés, même s’il s’agit d’un pourcentage minime, seulement 0,01% par rapport au nombre total de cellules.
Une comparaison réalisée avec les cerveaux de personnes décédées avec la maladie d’Alzheimer n’a en revanche pas permis de détecter la formation de nouveaux neurones. Étant donné que l’hippocampe est responsable de l’apprentissage, de la formation et de la réorganisation des souvenirs, il n’est pas difficile d’imaginer comment la présence de nouveaux neurones vise à contribuer au maintien et au développement de ces fonctions. Si nous pouvions comprendre comment activer et stimuler les mécanismes de la neurogenèse, nous pourrions progresser vers le développement de médicaments ou de techniques capables d’aider les personnes souffrant de déclin cognitif. »

Stratégies

Mais en attendant, vous pouvez devenir ami avec votre cerveau et l’aider à rester actif en adoptant des comportements vertueux et en évitant les comportements nuisibles. «La plasticité se nourrit d’expériences et de connaissances, il est donc important de se consacrer le plus possible à l’apprentissage de nouvelles notions, d’aborder des idées qui stimulent l’imagination, de cultiver les différentes formes d’art. Les histoires racontées par les livres de fiction nous permettent de vivre par procuration la vie vécue par d’autres personnes, réelles ou imaginaires. Grâce à la lecture, nous pouvons apprendre de nouvelles notions, nous enthousiasmer, voyager dans le temps avec notre imagination. Une activité physique régulière, une alimentation équilibrée – notamment méditerranéenne – et un sommeil suffisamment long et de bonne qualité sont également très importants. Et il ne faut jamais oublier que les êtres humains sont des animaux sociaux : passer du temps avec ses amis et sa famille génère des émotions et contribue à préserver la mémoire. Chaque fois que nous en avons l’occasion, nous devrions laisser nos téléphones portables de côté et tenter de retrouver le plaisir des mots et des histoires, de réactiver les souvenirs et d’enflammer l’imaginaire de ceux qui les écoutent. Au contraire, la solitude, la dépression, la sédentarité, le stress chronique, le manque de sommeil, l’abus d’alcool et de drogues sont autant d’activités qui entravent la capacité du cerveau à s’adapter de manière saine et compromettent son fonctionnement. »

Plasticité inadaptée

Cependant, il y a aussi un côté sombre, pour ainsi dire, à la plasticité cérébrale. Il existe des conditions dans lesquelles c’est précisément cette caractéristique du cerveau qui prédispose l’esprit à certains troubles. Tout comme elle peut permettre le développement de circuits neuronaux qui se traduisent par des humeurs positives et des modes de fonctionnement optimaux, la neuroplasticité peut devenir inadaptée, contribuant au développement ou à la persistance de phénomènes tels que des états d’anxiété, des douleurs chroniques, des addictions pathologiques.
«La plasticité est un mécanisme neutre et peut donc contribuer à consolider les circuits pathologiques» confirme Maira.
« Dans les addictions, la stimulation répétée du système dopaminergique modifie définitivement les réseaux de récompense, rendant le comportement compulsif. Dans les troubles anxieux ou la douleur chronique, les circuits liés à la peur ou à la perception de la douleur peuvent devenir plus forts que nécessaire. En d’autres termes, ce qui est né pour nous permettre d’apprendre et de survivre peut, sous certaines conditions, établir des schémas dysfonctionnels. Mais précisément parce que le cerveau est plastique, il est toujours possible de réorienter ces circuits vers un fonctionnement adaptatif, grâce à des formes de thérapie et de rééducation, et à des changements de style de vie. La plasticité dans ces cas-là est peut-être notre fragilité, mais c’est aussi notre espoir. »