Littérature scientifique sur le sujet « Cerveau du nourrisson »

Le concept de transidentification projective de Grotstein a conduit l’auteur de cet article à reconsidérer les raisons qui ont abouti à une pluralité de modèles psychanalytiques. La solution proposée par l’auteur est celle de l’existence d’une dynamique fronto-occipitale oscillatoire fondamentale, responsable de la dynamique projective-introjective, une des bases de la théorie psychanalytique ainsi que du développement et du maintien de la syntonie mère-nourrisson. Une telle dynamique oscillatoire, selon cette perspective, fonctionne comme un « pont » entre deux modèles théoriques fondamentaux du développement – le modèle psychanalytique et le modèle des études développementalistes mère-enfant. L’auteur propose une série d’hypothèses neurologiques sur la façon dont l’interaction maternelle peut agir et modifier chez le nourrisson la dynamique projective-introjective ainsi que du développement général du cerveau. Les différentes modifications possibles de cette dynamique fournissent une explication sur la variété et la complexité des modèles psychanalytiques et offrent l’opportunité d’une approche unitaire, à la fois clinique et théorique. Considérée à la base de l’activité cérébrale, la dynamique oscillatoire apparaît comme étant intrinsèquement reliée au fonctionnement du réseau dit mode par défaut (DMN) qui gère de la cohésion du self et le traitement des données environnementales, augurant d’une interface importante entre la psychanalyse et les neurosciences.

Il est assez commun de se représenter le bûcheron comme un être plutôt fruste, qualifié avant tout par sa force au service d’une tâche peu valorisée. Or cette représentation se révèle tronquée, car l’équation qui associe la force à l’outil ne peut se réaliser sans le contrôle du geste. Plus encore, l’écoute des témoignages recueillis auprès des forestiers nous apprend que ce travail réclame d’efficaces systèmes de précision. C’est là une qualification oubliée, pourtant reconnue à part entière dès l’Iliade, qui nous en donne deux témoins privilégiés par l’anthropologie historique de la Grèce, la mètis, l’« intelligence rusée », prêtée au kybérnêtês, le pilote du navire (éponyme de la cybernétique ou science du contrôle), au conducteur de char et, en bonne première place, au bûcheron. La théorie du contrôle nous permet maintenant de dépasser le flou conceptuel de la notion historiquement pré-théorique de mètis, la ruse s’appliquant à des cas bien trop divers, pour lui préférer les développements les plus récents d’une science du contrôle de l’action, théorisée depuis Wiener, nourrissant aujourd’hui les projets les mieux financés de cyber-cerveaux informatiques, au service des neurosciences et de la médecine (qui sont les domaines finalement retenus [au 19 mars 2015] dans l’expertise sur la gouvernance disputée du Human Brain Project, hautement financé par l’Europe [parti de l’École polytechnique fédérale, Lausanne]). Le travail forestier (abattage et débardage), qui réclame une coordination maîtrisée des gestes, y compris de leurs commandes vocales dans le chant de travail — qu’un seul ou plusieurs bûcherons en équipe soient mobilisés —, nous en fournit une parfaite illustration.

Il est assez commun de se représenter le bûcheron comme un être plutôt fruste, qualifié avant tout par sa force au service d’une tâche peu valorisée. Or cette représentation se révèle tronquée, car l’équation qui associe la force à l’outil ne peut se réaliser sans le contrôle du geste. Plus encore, l’écoute des témoignages recueillis auprès des forestiers nous apprend que ce travail réclame d’efficaces systèmes de précision. C’est là une qualification oubliée, pourtant reconnue à part entière dès l’Iliade, qui nous en donne deux témoins privilégiés par l’anthropologie historique de la Grèce, la mètis, l’« intelligence rusée », prêtée au kybérnêtês, le pilote du navire (éponyme de la cybernétique ou science du contrôle), au conducteur de char et, en bonne première place, au bûcheron. La théorie du contrôle nous permet maintenant de dépasser le flou conceptuel de la notion historiquement pré-théorique de mètis, la ruse s’appliquant à des cas bien trop divers, pour lui préférer les développements les plus récents d’une science du contrôle de l’action, théorisée depuis Wiener, nourrissant aujourd’hui les projets les mieux financés de cyber-cerveaux informatiques, au service des neurosciences et de la médecine (qui sont les domaines finalement retenus [au 19 mars 2015] dans l’expertise sur la gouvernance disputée du Human Brain Project, hautement financé par l’Europe [parti de l’École polytechnique fédérale, Lausanne]). Le travail forestier (abattage et débardage), qui réclame une coordination maîtrisée des gestes, y compris de leurs commandes vocales dans le chant de travail — qu’un seul ou plusieurs bûcherons en équipe soient mobilisés —, nous en fournit une parfaite illustration.

Contexte : L’incidence de la syphilis chez les Canadiennes en âge de procréer a augmenté de façon spectaculaire au cours de la dernière décennie, avec une résurgence des nourrissons nés atteints de syphilis congénitale. Même s’il existe des lignes directrices pour éclairer l’infection maternelle pendant la grossesse, il existe peu de données pour orienter la gestion dans les situations où le fœtus en développement est gravement atteint. Examen de cas : La patiente s’est présentée au deuxième trimestre de sa grossesse après avoir contracté la syphilis. Des analyses sérologiques positives (titrage du Venereal Disease Research Laboratory [VDRL] de 1:64) et un chancre suggèrent une infection primaire. L’échographie a démontré un fœtus ayant un âge gestationnel de 19+3 semaines atteint d’hydrops fetalis et présentant un cerveau nettement anormal. L’amniocentèse a confirmé une infection congénitale à la syphilis au cours de tests de réaction en chaîne par polymérase. Après un traitement de neuf jours à la pénicilline G par voie intraveineuse, l’état du fœtus s’est détérioré et la famille a finalement choisi une interruption médicale de la grossesse. Discussion : L’évolution de la technologie de l’échographie permet d’identifier les fœtus gravement touchés, qui seraient peut-être venus au monde mort-nés dans le passé. À la suite de la syphiliothérapie courante au moyen de la pénicilline benzathine, ces caractéristiques échographiques anormales peuvent prendre des semaines ou des mois à s’inverser, ce qui pose un défi au niveau du pronostic et du counseling. Les données des rapports de cas suggèrent que le traitement intensif au moyen de la pénicilline par voie intraveineuse peut être efficace dans les cas graves présentant une hydrops fetalis. Conclusion : Ce cas met en lumière la morbidité potentielle de l’infection à la syphilis congénitale et souligne le manque de documentation actuelle. L’échange de renseignements sera essentiel pour construire une base de connaissances moderne sur le traitement de cette maladie ancienne.

L'IRM du tenseur de diffusion permet l'exploration non-invasive de la microstructure cérébrale par la mesure des mouvements des molécules d'eau. L'organisation des faisceaux de matière blanche n'a pas encore été détaillée par cette méthode dans le cerveau en développement, et les origines biologiques des variations des index de diffusion avec l'âge restent controversées. Cette thèse a donc eu pour objectif d'imager la matière blanche du nourrisson sain afin d'étudier son organisation précoce et de permettre le suivi in vivo de sa maturation post-natale. Pour cela, un protocole d'acquisition dédié a été appliqué chez vingt-trois bébés âgés de un à quatre mois et non-sédatés, et un algorithme de génération des distributions d'orientations de diffusion a été adapté en vue d'acquisitions corrompues par du mouvement. Les principaux faisceaux de fibres ont alors été identifiés et reconstruits par tractographie malgré leur incomplète myélinisation. Plusieurs approches de quantification des index ont par ailleurs été envisagées. En étude inter-individuelle, le suivi des index avec l'âge nous a ainsi conduit à proposer une classification de la maturation différentielle des faisceaux, en accord avec les connaissances post-mortem de sa progression spatio-temporelle. En étude intra-individuelle, des asymétries inter-hémisphériques, cohérentes avec la spécialisation fonctionnelle adulte, ont été soulignées. D'autre part, les informations structurelles de diffusion ont été corrélées avec des mesures fonctionnelles de potentiels évoqués pour le système visuel. La méthodologie utilisée semble par conséquent prometteuse pour améliorer notre compréhension du développement du nourrisson
Diffusion tensor MRI enables to explore the cerebral microstructure non invasively by measuring the water molecules movements. Whereas the anisotropic organization of white matter fascicles has been revealed using this method in adults, their structure has not been detailed yet in the developing brain, and the biological origins of the diffusion index changes with age remain controversial. This thesis thus aimed at imaging the healthy infant white matter in order to study its early organization and to provide an in vivo monitoring of its postnatal maturation. A dedicated acquisition protocol was first implemented and applied to twenty-three one- to four-months-old unsedated babies, and an algorithm which generates the diffusion orientation distributions was adapted for acquisitions corrupted with motion. Major fiber bundles were then identified and reconstructed by tractography despite their unachieved myelination. Moreover, several quantification approaches were investigated. In an inter-individual study, monitoring the index with age led us to suggest a classification of the differential bundles maturation, in agreement with the post mortem knowledge of its spatio-temporal progression. In an intra-individual study, inter-hemispherical asymmetries, consistent with the adult functional specialization, were outlined. Besides, the diffusion structural informations were correlated with functional measurements by evoked potentials for the visual system. Consequently, the methodology we used seems promising for our improved understanding on the infant development

Les nouveau-nés reconnaissent leur langue maternelle à la naissance et sont meilleurs que leur maman pour percevoir les sons de toutes les langues existantes dans le monde. Comment la structure du cerveau peut-elle favoriser le développement de telles facultés ? Au cours de cette thèse, j'ai étudié l'anatomie des aires corticales du langage afin de mieux comprendre l'émergence du langage au début de la vie. L'anatomie a été décrite dans une population de nourrissons, à partir d'une séquence d'images IRM. En m'aidant de l'expertise des équipes de recherche de Neurospin, j'ai mis en place plusieurs outils méthodologiques : D'une part, nous avons proposé une nouvelle méthode de segmentation du cortex pour faire face au faible contraste des images dans les premiers mois de vie. Cette méthode s'appuie sur plusieurs propriétés des tissus dans l'image, sans faire appel à un atlas. Elle consiste à déformer deux surfaces, initialisées de part et d'autre du cortex, afin qu'elles convergent sur l'interface séparant la matière grise et la substance blanche. Nous obtenons de très bons résultats pour les cerveaux des nouveau-nés (coefficient de Dice = 0,89). D'autre part, nous avons défini un indice de maturation à partir des intensités du signal du cortex. La démarche a été validée en mesurant une forte corrélation de cet indice avec l'âge des nourrissons dans toutes les régions observées (R2=0,88). Selon l'hypothèse la plus vraisemblable, les variations de cet indice sont dues à une baisse du contenu en eau du cortex relative à la prolifération des membranes. Dans les images IRM, nous avons tracé manuellement les sillons du cortex dans les régions du langage. Puis, nous avons mesuré leurs asymétries et les indices de maturation du cortex proche de ces sillons. Nous observons une organisation précoce des aires du langage, proche de celle observée dans le cerveau adulte. Plus précisément : D'une part, nous rapportons une asymétrie de profondeur du sillon temporal supérieur, encore peu connue ; la plus grande profondeur de ce sillon à droite se maintiendrait tout au long du développement, tandis que la faible profondeur à gauche reflèterait l'initiation d'une structure plus compartimentée le long du sillon. Nous confirmons également les asymétries du planum temporale et du gyrus de Heschl, ainsi qu'un déplacement ventral et en arrière des régions temporales postérieures gauches. Ces asymétries seraient associées à une connectivité plus dense dans ces régions à gauche et à des différences interhémisphériques dans le traitement des stimuli auditifs, particulièrement la parole. D'autre part, notre indice de maturation a révélé une avance relative de l'aire de Broca au sein des régions préfrontales, souvent jugées immatures à cet âge. Nous observons aussi la présence d'une décroissance du degré de maturation suivant un axe dorso-ventral dans le lobe temporal, cohérente avec l'organisation hiérarchique des traitements du langage. Enfin, les indices de maturation dans l'aire de Broca et dans la région postérieure du sillon temporal supérieur étaient corrélés avec un autre indice de développement (anisotropie fractionnelle) dans le faisceau arqué. Cette corrélation suggère la formation précoce d'une voie dorsale du langage entre l'aire de Broca et les régions temporo-pariétales. Enfin, nous discutons des origines et des influences génétiques sur cette organisation, en suggérant l'existence de modules innés spécifiques au langage. Les résultats de cette thèse posent de nouvelles questions : si l'asymétrie du sillon temporal supérieur reflète une structure plus segmentée dans l'hémisphère gauche, quels sont les effets de ces compartiments sur les processus du langage ? Par ailleurs, quel rôle jouerait la voie dorsale que nous avons observée dans la latéralisation du langage ?

Cette thèse examine comment le principe de l'efficience inverse peut être appliqué à l'interaction olfacto-visuelle sur le développement du nourrisson en utilisant une stimulation périodique visuelle rapide (FPVS) avec une approche de marquage fréquentiel en électroencéphalographie (EEG). En particulier, nous avons essayé de confirmer ce principe en nous basant sur le développement de la vision pendant la première année de la vie (étude 1) et une demande visuelle différente à un âge donné (études 2 et 3) car il a été montré que la perception visuelle du nourrisson peut être facilitée par la réception de signaux olfactifs.Nous avons observé qu'un effet de facilitation de l'odeur maternelle sur la catégorisation des visages diminue progressivement avec la maturation du système visuel entre 4 et 12 mois (étude 1), montrant un compromis développemental entre la vision et l'olfaction. Cela suggère que la force de l’effet de l’odeur est liée à celle de la réponse aux visages, ici à partir de stimuli visuels complexes. Ainsi, dans l'étude 2 manipulant la demande visuelle (en simplifiant les stimuli) chez des nourrissons de 4 mois, nous avons trouvé une réponse sélective aux visages plus forte dans ce cas associé à une réduction de l'effet de l’odeur. Enfin, tenant compte de la catégorisation des visages plus efficace dans le cerveau des enfants de 12 mois en raison du développement visuel, dans l’étude 3 nous avons au contraire augmenté la demande visuelle en accélérant la vitesse de présentation des images. Cette fois, une réponse sélective des visages plus faible a été observée, mais l'effet d'odeur n'a pas augmenté, mais plutôt réduit, la réponse, suggérant une surcharge sensorielle.Dans l'ensemble, ce travail de thèse démontre pour la première fois l'application du principe d'efficience inverse à l'olfaction au cours du développement sensoriel. La réponse sélective au visage plus forte (en raison du niveau de maturation suffisant de la vision ou de la diminution de la demande visuelle) conduit à l'interaction olfactive-visuelle la plus faible (c'est-à-dire la facilitation intersensorielle), cependant la faible réponse sélective des visages n'est pas toujours liée à un plus fort effet de l'odeur: seulement quand le système visuel n'est pas suffisamment développé au début de la vie
This thesis examines how the inverse effectiveness principle can be applied to the olfactory-to-visual interaction during infant development using fast periodic visual stimulation (FPVS) with a frequency-tagging approach in scalp electroencephalography (EEG). In particular, we have tried to confirm this principle based on the developmental improvement of vision (Study 1) and different visual demand at a given age (Study 2 and 3) as it was shown that infant visual perception can be facilitated by the reception of odor cues.We observed that a facilitation effect of maternal body odor on rapid face categorization gradually declines with the progressive maturation of the visual system from 4 to 12 months (Study 1), showing a developmental trade-off between vision and olfaction. This suggests that the strength of the odor effect is linked to the strength of the face-selective response, elicited here using quite complex naturalistic stimuli. Thus, in Study 2, we manipulated visual demand (i.e., simplifying the stimuli) in 4 month-old infants and found a stronger face-selective response in the less demanding categorization that led to the suppression of the odor effect. Taking in account the effective face categorization in 12-month-old brain linked with visual development, in Study 3, we instead increased visual demand by doubling the image presentation rate. As expected, a weaker face-selective response was measured, however the odor effect did not increase but rather reduced the response, suggesting a sensory overload.Overall, this dissertation demonstrates for the first time the application of the inverse effectiveness principle to olfaction during perceptual development, through Study 1 and 2. The stronger face-selective response (due to the sufficient maturation level of vision or decreased visual demand) leads to the weakest olfactory-to visual interaction (i.e. intersensory facilitation), however the low face-selective response not always links to the enhanced odor effect: only when visual system is not enough developed in the early infancy

La qualité des lipides des préparations pour nourrissons est primordiale, notamment en termes d’acides gras polyinsaturés (AGPI) comme l’acide arachidonique (ARA) et docosahexaénoïque (DHA). Ces derniers pourraient favoriser le développement neurosensoriel de l’enfant. Nous avons ainsi évalué 4 standards commerciaux contenant des lipides végétaux ou laitiers et supplémentés ou non en ARA/DHA, sur le développement neurosensoriel au travers d’un modèle d’allaitement artificiel « pups in the cups ». En TEP-cs, nous observons que la supplémentation en ARA/DHA permet de normaliser le fonctionnement cérébral.L’exploration des lipides tissulaires indique des différences en DHA particulièrement bas avec l’allaitement en lipides végétaux purs. Nous proposons un algorithme de prédiction du DHA cérébrale et oculaire via les profils en acides gras érythrocytaires. Dans ces tissus un tiers des espèces à DHA sont affectées et corrélées à l’activité cérébrale. Les neuromédiateurs issus de l’AL, ARA, DHA par la voie LOX sont impactés ainsi que la distribution spatiale en DHA en IMS. Les autres données omiques soulignaient l’impact des interactions fond lipidique x ajout DHA/ARA (transcriptomique) ou fond lipidique (métabolomique) sur la régulation du métabolisme cérébral impactant le métabolisme neuronal et le métabolisme cérébral du microbiote probablement via l’axe de signalisation intestin-cerveau. Nous identifions alors un métagénome sensible à l’ajout DHA/ARA corrélé à la fonction cérébrale. Enfin, des modifications épigénétiques (méthylation du génome et miARN) touchant le groupe FC suggèrent potentiellement un impact à long terme
The quality of lipids in infant formula is essential, especially in terms of polyunsaturated fatty acids (PUFAs) such as arachidonic acid (ARA) and docosahexaenoic acid (DHA). These could promote the neurosensory development of the child. We thus evaluated 4 commercial standards containing plant or dairy lipids and supplemented or not with ARA / DHA, on the neurosensory development through an artificially feeding model "pups in the cups". In PET-cs, we observe that the supplementation in ARA / DHA makes it possible to normalize the cerebral functioning. The exploration of tissue lipids indicates differences in DHA which are particularly low with pure plant lipids intake. We propose an algorithm for predicting cerebral and ocular DHA via erythrocyte fatty acids profiles. In these tissues one-third of the DHA species are affected and correlated with brain activity. The neuromediators resulting from AL, ARA, DHA by the LOX pathway are impacted as well as the spatial distribution of DHA in IMS imaging. Other omics data underlined the impact of lipid background x combination DHA / ARA (transcriptomics) or lipid background (metabolomics) on the regulation of cerebral metabolism impacting neuronal metabolism and brain metabolism of the microbiota probably through the signalling of gut-brain axis. We then identify a metagenome sensitive to the addition of DHA / ARA correlated to brain function. Finally, epigenetic modifications (methylation of the genome and miRNA) affecting the FC group potentially suggest a long-term impact

Une majorité de nourrissons reçoivent encore aujourd’hui des préparations pour nourrissons (PPN), fabriquées à base de lait bovin et soumises à de nombreux traitements technologiques. Ces substituts ont pour but de mimer au mieux le lait humain (LH). Cependant, malgré l’évolution des PPNs, des différences persistent entre le LH et les PPNs en termes de composition et structure, et effets sur le développement et la santé à court et long termes du nourrisson et adulte en devenir. L’objectif de ce travail était de comprendre comment la nature de l’alimentation infantile, LH vs. PPN, modulait la digestibilité protéique et, plus globalement, comment elle influençait l’axe microbiote intestin-cerveau. Deux modèles du nourrisson humain ont été utilisés et comparés, le mini-porc Yucatan entre 16 et 21 jours de vie, et un modèle de digestion in vitro dynamique paramétré pour mimer le nourrisson à terme. Les contenus digestifs et tissus ont ensuite été analysés via des approches métagénomique (microbiote), histologique et de perméabilité ex vivo (physiologie intestinale), d’expression génique et de métabolomique ciblée (intestin, cerveau et plasma). Les résultats ont montré que la digestibilité de l’azote total et dans une moindre mesure, celle de certains acides aminés (Lys, Phe, Thr, Val, Ala, Pro et Ser) différaient entre LH et PPN. Les deux modèles de digestion (in vivo et in vitro) étudiés ont conduit à des résultats similaires en termes de déstructuration des aliments et du taux de protéines intactes résiduelles en phase gastrique. Le modèle de digestion in vitro dynamique utilisé ici est donc un bon outil de prédiction de la digestion in vivo. L’axe microbiote-intestin-cerveau et notamment la composition du microbiote, ainsi que le métabolisme du tryptophane, malgré une digestibilité similaire entre aliments, étaient modulés différemment par le LH et la PPN. L’augmentation de la permeabilité intestinale, bien que modérée, était associée à un renforcement du système immunitaire mucosal avec le LH. Ces modifications sont associées à des changements d’expression génique (fonctions barrière et endocrine, récepteurs aux AGV) aux niveaux hypothalamique et striatal, et de profils métaboliques principalement aux niveaux hippocampique et plasmatique. Certains composants présents dans le LH (ex.: oligosaccharides, azote non protéique tel que l’urée, consortium bactérien) et absent dans la PPN peuvent expliquer ces résultats. La supplémentation des PPNs en ces composants bioactifs et/ou la modulation de la fraction protéique pourraient être des leviers pour l’optimisation des PPNs
Nowadays, a high rate of infants is still being fed infant formulas (IF) based on cow milk and subjected to several technological treatments. These substitutes aim to mimic as close as possible the human milk (HM). Despite of IF improvement, differences still exist between HM and IF in terms of composition and structure, and effects on health in infancy, and later on in adulthood. The objective of this work was to understand how the infant food modulated the dietary nitrogen digestibility and, in overall, how it shaped the microbiota-gut-brain axis. Two infant models were used and compared, the 16 to 21-day-old mini-piglet Yucatan and an in vitro dynamic digestion model parametered with term infant digestive conditions. Digestive contents and tissues were then analyzed using metagenomic (microbiota), histological and ex vivo permeability (intestinal physiology) approaches, gene expression and targeted-metabolomic approaches (intestine, brain and plasma). The results showed that the digestibility of nitrogen and at least extent, that of a few amino acids (Lys, Phe, Thr, Val, Ala, Pro and Ser) were different between HM and IF. The two digestion models (in vivo and in vitro) led to similar observations in terms of meal deconstruction and proteolysis, showing that the in vitro dynamic digestion model is a good proxy of the in vivo digestion regarding digestion kinetics. The microbiota-gut-brain axis, notably regarding the colonic microbial composition and the tryptophan metabolism, which digestibility was similar between infant foods, were differently modulated by HM and IF. The increase of the intestinal permeability, though moderately, was associated with a boost of the intestinal immune system and changes in gene expression (barrier and endocrine functions, volatile fatty acids receptors) at hypothalamic and striatal levels and with changes in hippocampal and plasma metabolomic profiles. Some components present in HM (e.g.: oligosaccharides, non-protein nitrogen such as urea, bacteria consortia) and absent in IF can explain the discrepancies observed. IF-supplementation with these bioactive components and/or with the modulation of the protein profile would be of interest for further investigation

Les nouveau-nés reconnaissent leur langue maternelle à la naissance et sont meilleurs que leur maman pour percevoir les sons de toutes les langues existantes dans le monde. Comment la structure du cerveau peut-elle favoriser le développement de telles facultés ? Au cours de cette thèse, j’ai étudié l’anatomie des aires corticales du langage afin de mieux comprendre l’émergence du langage au début de la vie. L’anatomie a été décrite dans une population de nourrissons, à partir d’une séquence d’images IRM. En m’aidant de l’expertise des équipes de recherche de Neurospin, j’ai mis en place plusieurs outils méthodologiques: D’une part, nous avons proposé une nouvelle méthode de segmentation du cortex pour faire face au faible contraste des images dans les premiers mois de vie. Cette méthode s’appuie sur plusieurs propriétés des tissus dans l’image, sans faire appel à un atlas. Elle consiste à déformer deux surfaces, initialisées de part et d’autre du cortex, afin qu’elles convergent sur l’interface séparant la matière grise et la substance blanche. Nous obtenons de très bons résultats pour les cerveaux des nouveau-nés (coefficient de Dice = 0,89). D’autre part, nous avons défini un indice de maturation à partir des intensités du signal du cortex. La démarche a été validée en mesurant une forte corrélation de cet indice avec l’âge des nourrissons dans toutes les régions observées (R2=0,88). Selon l’hypothèse la plus vraisemblable, les variations de cet indice sont dues à une baisse du contenu en eau du cortex relative à la prolifération des membranes. Dans les images IRM, nous avons tracé manuellement les sillons du cortex dans les régions du langage. Puis, nous avons mesuré leurs asymétries et les indices de maturation du cortex proche de ces sillons. Nous observons une organisation précoce des aires du langage, proche de celle observée dans le cerveau adulte. Plus précisément : D’une part, nous rapportons une asymétrie de profondeur du sillon temporal supérieur, encore peu connue ; la plus grande profondeur de ce sillon à droite se maintiendrait tout au long du développement, tandis que la faible profondeur à gauche reflèterait l’initiation d’une structure plus compartimentée le long du sillon. Nous confirmons également les asymétries du planum temporale et du gyrus de Heschl, ainsi qu’un déplacement ventral et en arrière des régions temporales postérieures gauches. Ces asymétries seraient associées à une connectivité plus dense dans ces régions à gauche et à des différences interhémisphériques dans le traitement des stimuli auditifs, particulièrement la parole. D’autre part, notre indice de maturation a révélé une avance relative de l’aire de Broca au sein des régions préfrontales, souvent jugées immatures à cet âge. Nous observons aussi la présence d’une décroissance du degré de maturation suivant un axe dorso-ventral dans le lobe temporal, cohérente avec l’organisation hiérarchique des traitements du langage. Enfin, les indices de maturation dans l’aire de Broca et dans la région postérieure du sillon temporal supérieur étaient corrélés avec un autre indice de développement (anisotropie fractionnelle) dans le faisceau arqué. Cette corrélation suggère la formation précoce d’une voie dorsale du langage entre l’aire de Broca et les régions temporo-pariétales. Enfin, nous discutons des origines et des influences génétiques sur cette organisation, en suggérant l’existence de modules innés spécifiques au langage. Les résultats de cette thèse posent de nouvelles questions : si l’asymétrie du sillon temporal supérieur reflète une structure plus segmentée dans l’hémisphère gauche, quels sont les effets de ces compartiments sur les processus du langage? Par ailleurs, quel rôle jouerait la voie dorsale que nous avons observée dans la latéralisation du langage?
Newborns not only recognize their mother tongue at birth but are also capable of distinguishing far better than their mothers the totality of sounds of languages spoken on earth. What is the particular organization of the human brain that permits such linguistic abilities? During my Ph. D. , I studied language areas in the brain’s anatomy to better understand the early acquisition of language in life. Anatomy was described and analyzed by using magnetic resonance images (MRI) on infant brains. With the help of Neurospin research teams, I built the following methodological tools: We first proposed a cortical segmentation framework to deal with the weak image contrast during the first months of life. This method is based on several image properties of tissues and requires no atlas. Two initial segmentations, which are set on each side of the cortex, are deformed so as to converge at the gray-white matter interface. Segmentation results were very good for younger infants, i. E. , neonates (Dice coefficient = 0. 89). Then, we defined a maturation index based on the cortical image intensity. As it was expected, the index strongly increased with age in every region of interest (R2=0. 88). Index variations are most likely due to a decrease of water content related to membrane proliferation. In MR images, we manually drew cortical sulci within language areas. We then measured asymmetry and maturation indices along these sulci. Early organization was found in language areas close to the one reported in adults for both indices. A little-known depth asymmetry was found at the superior temporal sulcus. The deepest part of this sulcus onthe right hemisphere might be a lifelong landmark, whereas the shallower left sulcus would be related to a more segmented pattern. Also, we characterized the early forward and upward shift of the posterior end of the right Sylvian fissure. Moreover we confirmed the asymmetrical sizes of both the planum temporale and the Heschl’s gyrus. These asymmetries might be related to a larger connectivity in the left areas as well as to interhemispheric differences in processing auditory stimuli, specifically speech. As for the maturation index, the index value of the Broca’s area was far from being the lowest among language areas, which is at odds with the common opinion that prefrontal regions are immature at birth. We also reported a decrease of the maturation index along a dorso-ventral axis in the temporal lobe, consistent with the hierarchical organization of linguistic processes. Last of all, maturation indices of both Broca’s area and the posterior part of the superior temporal sulcus were correlated with another developmental index (fractional anisotropy) in the arcuate fasciculus. This correlation suggests the early development of the linguistic dorsal pathway between Broca’s area and temporo-parietal regions. We discuss in the end the genetic origins and mechanisms of this organization, suggesting that some innate modules might be dedicated to process speech. The results presented in this thesis bring further questions: if the asymmetry of the superior temporal sulcus means a more segmented pattern on the left hemisphere, what are the consequences of such segmentation on the linguistic processes? Furthermore, what role does the dorsal pathway play in language lateralization?

L’environnement (E) du grand prématuré (GP) diffère de l’E. utérin et contribue aux séquelles neurosensorielles qui le menace. Les stimuli auditifs y sont prédominants et atypiques. Peu de choses sont connues sur la sensibilité auditive du GP à ces stimuli. Elle est évaluée ici par l’analyse de sa réactivité physiologique, comportementale, et cérébrale (NIRS) aux variations de cet E. Une étude observationnelle montre que i) le GP réagit à des stimuli auditifs dès un seuil de 5-10 dBA de ratio signal-bruit ambiant ; ii) certaines stimulations altèrent son bien-être (désaturations, rupture du sommeil) ; iii) ses réponses autonomiques sont les plus sensibles. Sa réactivité varie selon la source sonore, suggérant une discrimination du caractère vocal ou non des stimuli. Une étude expérimentale évalue d’autres aspects de ses performances auditives (impact de la fréquence sonore, de la valence émotionnelle des voix) et leur maturation de 30-32 à 34-36 sem. d’âge post-menstruel. Son champ de perception fréquentiel de sons purs s’élargit des moyennes (500-2500 Hz) aux basses et hautes fréquences (100 et 4500 Hz). Après 34 sem., il discrimine la voix maternelle de celle d’une autre mère et d’une autre femme (émotionnellement neutre). Cette réactivité préférentielle se traduit par un « réflexe cardiaque d’orientation » et témoigne qu’un GP soustrait précocement à la voix de sa mère développe des capacités perceptives similaires à celles du fœtus exposé en continue à la prosodie de la voix maternelle. Ces résultats ouvrent un champ de recherche complémentaire sur les conséquences à long terme de son expérience auditive précoce (attachement, développement du langage et des émotions)
The environment (E) of very preterm infant (VPI) greatly differs from the uterine E and contributes to his risk of altered neurodevelopment. Although auditory stimuli are prominent and atypical in the NICU, little is known about the auditory sensitivity of VPI to his acoustic E. It is evaluated through their physiological, behavioral, and brain (NIRS) responsiveness to auditory environmental changes. An observational study shows that i) VPIs respond to “naturalistic” auditory stimuli from a minimum signal-to-noise ratio threshold of 5-10 dBA, ii) some stimuli can affect their well-being (desaturation, sleep disruption), iii) their autonomic reactivity is the most sensitive. Their reactivity varies depending on the sound sources, suggesting an ability to discriminate vocal from non vocal sounds. An experimental approach assess other aspects of their auditory performance (impact of sound frequency, emotional valence of voices) and their maturation from 30-32 to 34-36 wks post-menstrual age. Their perceptual field of sound frequencies expands for pure tones from the middle frequencies (500-2500 Hz) to low and high frequencies (100 and 4500 Hz). After 34 wks, VPIs discriminate their mother's voice from that of another mother and of another woman (emotionally neutral). This preferential reactivity relies on a "cardiac orienting reflex" suggesting that VPI not exposed for weeks to their mother’s voice in utero, can develop perceptual abilities similar to those of the fetuses continuously exposed to the prosody of their mother’s voice. They open ways for further research on the long-term consequences of early auditory experience (attachment, language and emotions development)