Plasticité neuronale et cognitive dans le vieillissement humain
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Plasticité neuronale et cognitive
dans le vieillissement humain
Michel Isingrini
UMR CNRS 7295 CeRCA Centre de Recherches sur la Cognition et l’Apprentissage
Equipe « Vieillissement et Mémoire »
Vieillissement…• Préoccupation majeure des sociétés
développées– 15% de plus de 65 ans en Europe– France, retraites 25 à 30 ans
• Un objectif essentiel: vieillissement réussi• Recherche
– Identifier et comprendre les effets délétères– Identifier et comprendre les ressources protectrices
Une ressource protectrice: « la plasticité »• Neuronale
– Le cerveau n’est pas statique– Adaptation et compensation tout au long de la vie– Suite à : nouvelles expériences, lésions, vieillissement– Réorganisations neuronales
• Comportementale, Cognitive– Changements ou réorganisation au niveau cognitif sous
l’effet de l’expérience, en réaction au vieillissement
• La plasticité dans le grand âge?
Neuroplasticité…
Rosensweig, 1962 – Milieu enrichi / milieu appauvri
Milieu enrichi
Poids du cortexRosensweig et al., 1962
(Poids, Epaisseur, Synapses, C. Gliales, Vascularisation…)
Apprentissage…
ContrôlesEnrichis
Maguire et al., 2000; IRMsNeuroplasticité chez les chauffeurs de taxis
Hippocampe postérieur
Chez l’homme, apport de la neuroimagerie
Question….
• La plasticité neuronale et la plasticité cognitive sont-elles encore possibles chez l’adulte âgé ?
Neuroplasticité et cerveau âgé?
• Chez l’animal– Souris âgées/environnement enrichi : neurogénèse,
arborisation dendritique, réorganisation des réseaux neuronaux
• Chez l’homme– AVC/réorganisation neuronale compensatoire– Exercice physique: retarde la diminution du CPF– Entrainement: augmente volume et activité
neuronale, et corrèle avec la performance• COGNITIF: sensori-moteur, distractibilité, mémoire de travail
Une découverte inattendue….
Jeunes Agés
Patterns d’activation plus symétriques chez les sujets âgés:
REORGANISATION NEURONALE COMPENSATOIRE?
IRMf: activation neuronale lié à la mémoire épisodique
Une vision nouvelle du vieillissement..
• Pas seulement délétère….. • Mécanismes neuronaux et cognitifs de
protection
• Orientation de la recherche sur les facteurs protecteurs
« pertes » versus « gains »
• Un processus de déclin inéluctable• Pertes
– Physiques et cognitives
• Mais, des gains possibles?
• Grâce à quels mécanismes?– Plasticité neuronale et cognitive?
Pariétal: r = - .20
Préfrontal: r = - .56
Temporal : r = - .37
Occipital: r = - .19
Coefficients de corrélation âge/volume (Raz, 2000, 2004)
Volume du cortex
gradient antérieur-postérieur
Effets de l’âge sur la cognitionPark et al.(2002)
Des modifications plutôt « fonctionnelles »….
• Difficulté d’auto-initiation des processus• Manque de ressources attentionnelles et
de MT• Une atteinte « récupérable »….• Différence / vieillissement pathologique
Jeunes Agés
Encodagesuperficiel
IRMf à l’encodage
Logan et al., 2002; Gabrielli et al., 1996
Encodageprofond
(Perceptif)
(Sémantque)
Effet d’une aide sur la mémoire
Backman et al., 1998
Mots rappelés
Sensibilité individuelle…..
•Des différences entre les individus•20 à 30% des participants non affectés•Mécanismes protecteurs ?•Réorganisations neuronales et cognitives?
Hypothèse de la réserve cognitive
Vieillissement
Fonctions cognitives
Education
RESERVE
Activité physiqueMémoire de travail
Niveau exécutif…Loisirs
Expérience / entrainement
Performances
AGE
Réserve -
Réserve +
Trajectoires de vieillissement…….
AGERéserve -
Réserve +
65 ans 72 ans
Niveau scolaire et maladie d’Alzheimer….
Expression clinique
Path
olog
ie
Médiation cognitive
Age
• Stockage• Traitements
• Mise à jour• Inhibition• Flexibilité
Mémoire de travail
Mémoire
Raisonnement
Langage
Compréhension
Médiation cognitive
Age
• Stockage• Traitements
• Mise à jour• Inhibition• Flexibilité
Mémoire de travail
Mémoire
Raisonnement
Langage
Compréhension
• RESERVE• ENTRAINEMENT
Réserve et mémoire
Angel et al., 2011
Réserve et mémoire
Jeunes Agés MT+ Agés MT-
Angel et al., 2011
Plasticité cognitive dans le grand âge?
• Réorientations des stratégiques cognitives
• Effets de l’entrainement• Réorganisations neuronales
Réorientation des stratégies d’encodage
Froger et al., 2012
Réorganisation des stratégies de récupération en mémoire
(Bugaiska et al., 2007)
Effet de l’entrainementBorella et al., 2010
Effet de l’entrainementBorella et al., 2010
Spécifique
Effet de l’entrainementBorella et al., 2010
Spécifique Transfert
Réorganisation neuronale
Compensation ?
Park et al., 2009; Cabeza et al., 2002
Réserve et réorganisation neuronale
Rôle de la mémoire de travail
• Est ce que la réorganisation par sur-activation controlatérale est favorisée chez les sujets à forte réserve de mémoire de travail…
Indice de latéralisation….
Agés
Indice de latéralisation….
Jeunes
Indice de latéralisation pariétale (ILP)
(H. gauche - H. droit / H. gauche + H. droit)
Jeunes
Agés
Angel et al., 2011, 2012
CORRELATIONS…..
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
PLI
Hits
(%)
-2,5
-2
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
PLI
EFI
ILP et capacité mnésique
ILP et capacité exécutive
40Angel et al., 2012
IRMf
H. gauche
Angel et al., in press
H. droit
Mémoire de travail
Réorganisation cérébrale(bilatéralisation)
Vieillissement Mémoire
Réorganisation neuronale (plasticité, compensation, protection)
Adaptation cognitive stratégique
CONCLUSION….Vieillissement
Modifications corticales
Réduction des différences jeunes-âgés
RéserveEducationNiv. ExécutifM. Travail
Déficit cognitif
Merci de votre attention….
Collaborateurs…
• L. Angel• B. Bouazzaoui• S. Fay• S. Vanneste• L. Taconnat