Enrichissement environnemental

Les rats élevés dans un environnement enrichi ont un cortex cérébral plus épais (3,3-7 %) qui contient 25 % de synapses en plus[5] - [7]L'effet d'un environnement enrichi sur le cerveau se produit si cette exposition a lieu directement après la naissance[8], mais décline par après[5] - [7] - [9], y compris pendant l'âge adulte[10]. Quand le nombre de synapses augmente chez l'adulte, leur nombre reste élevé même quand les adultes sont remis dans un environnement de fortune pour une trentaine de jours [10] suggère qu'une telle augmentation du nombre de synapses n'est pas nécessairement temporaire. Néanmoins, l'augmentation du nombre de synapses a été observé comme se réduisant avec l'âge[11] - [12]. La stimulation n'affecte pas seulement les synapses via la pyramide neurale (l'axe principal reliant les neurones dans le cortex cérébral) mais aussi les cellules stellaires (qui sont habituellement des interneurones)[13]. Cela peut même aller jusqu'à agir sur les neurones en dehors du cerveau, dans la rétine[14]

L'enrichissement de l'environnement influe sur la complexité et la longueur du secteur des dendrites (contentant les systèmes de synapses). Les niveaux supérieurs d'embranchement des dendrites sont alors augmentés[13] - [15], ainsi que sur leur longueur comme chez les jeunes animaux[16].

Les synapses chez les animaux élevés en environnement stimulant montre des évidences d'augmentation d'activité synaptiques[17]. Les synapses ont également tendance à être plus grandes[18]. Cette augmentation de la consommation d'énergie dans les cellules gliales et dans la capillarité locale qui fournissent aux synapses l'augmentation d'énergie.

• Le nombre de cellules gliales par neurone augmente de 12-14 %[5] - [7]
• Il y a une corrélation directe entre la zone d'influence des cellules gliales et l'augmentation des synapses de 19 %[19]
• Le volume du noyau des cellules gliales pour chaque synapse augmente de 37,5 %[17]
• Le volume observé de mitochondries par neurone est 20 % plus élevé[17]
• Le volume du noyau des cellules gliales de chaque neurone est plus grand de 63 %[17]
• La densité capillaire augmente[20].
• Les capillaires sont plus larges (4,35 µm contre 4,15 µm pour les valeurs de contrôle)[17]
• Une distance plus courte se crée entre tous les acteurs de la neuropile et une capilarité plus dense(27,6 µm contre 34,6 µm)[17]

Cette énergie permet de relier que les modifications de la neuropile sont responsables de l'augmentation du volume cérébral, essentiellement par densification (l'augmentation en nombre de synapses signifiant difficilement en soi une augmentation de volume).

Une partie des effets de l'enrichissement de l'environnement est de fournir des possibiités complémentaires d'acquérir des capacités motrices. Des recherches sur les aptitudes acrobatiques des rats montrent que cet enrichissement favorise également l'augmentation du nombre de synapses[21] - [22].

L'enrichissement durant la grossesse a des effets sur le fœtus tel l'accélération du développement de la rétine[23].

L'enrichissement de l'environnement peut également mener à la formation de neurones (du moins chez les rats)[24] mais également renverser un phénomène de pertes de neurones dans l'hippocampe ainsi que les désordres mémoriels à la suite d'un stress chronique[25]. Cependant, une étude montre que la neurogenèse hippocampique n'est pas nécessaire pour les effets comportementaux de l'enrichissement de l'environnement [26]. Des recherches actuelles démontrent que d'une part nous pouvons augmenter nos capacités cérébrales physiques à tout âge sauf probablement dans le néocortex mais les gains les plus importants semblent avoir lieu jusqu'à l'âge de 10 ans, jusqu'à 16 % de gains complémentaires observés chez les sujets stimulés[27].

Les enfants qui subissent un appauvrissement des stimulations par un confinement sans interaction sociale ou sans personnes de confiance dans des orphelinats de mauvaise qualité montrent un retard sévère dans le développement de leurs capacités cognitives et sociales[64]. 12 % d'entre eux s'ils sont adoptés après l'âge de 6 mois montrent de l'autisme léger à sévère vers l'âge de 4 ans[65]. Certains enfants dans des orphelinats où les conditions sont déplorables risquent même de ne pas arriver à prononcer de mots intelligibles pour l'âge de deux ans et demi, alors qu'un an en unité de soins permet à ces enfants de récupérer quasiment toute leur capacité[66]. Des désordres dans d'autres capacités cognitives apparaissent aussi après une adoption chez la majorité des enfants adoptés après l'âge de 6 mois[67].

De tels enfants montrent malheureusement des comportements observés lors des expérimentations animales, montrant des différences cérébrales en comparaison d'enfants ayant vécu dans des milieux classiques plus stimulants. Ils ont réduit leur activité cérébrale dans le cortex préfrontal, amygdale, hippocampe, cortex temporal et tronc cérébral[68]. Ils montrent également un développement moindre des connexions entre leur matière blanche et les différentes autres parties du cortex cérébral, en particulier le uncinate fasciculus (partie de la matière blanche qui se connecte au système limbique tel l'hippocampe)[69].

De même, la simulation d'enfants prématurés par massage accélère la maturité de leur activité cérébrale observée à l'EEG et leur acuité visuelle. Tout comme ce qui est observé chez les animaux par un enrichissement en IGF-1(hormones peptidiques ayant une structure chimique semblable à celle de l'insuline)[70].

Une autre source de preuves de l'effet de la stimulation par l'environnement sur le cerveau humain est le niveau d'éducation d'une personne ainsi que la réserve cognitive (une mesure de la résistance du cerveau aux désordres des aptitudes cognitives, le fait de pouvoir revenir rapidement à la situation de stabilité et de pleine récupération de ses facultés après des traumas variés est appelé résilience). Ce ne sont pas seulement de hauts niveaux d'éducation combinés à une recherche d'expériences variées mais cela se corrèle également avec des personnes engagées dans des activités de développement intellectuel[71]. Plus une personne a reçu d'éducation tant dans sa variété que sa profondeur, moins les effets de l'âge se font sentir[72] - [73], le risque de démence recule[74], l'activité de matière blanche s'intensifie[75], moins d'accidents cérébro-vasculaires observés à l'IRM[76], moins de cas d'Alzheimer observés[77] - [78], et influe sur les risques de commotions cérébrales[79]. Les effets de l'âge et le risque de démence sont également moindres chez les personnes effectuant régulièrement des tâches cognitives complexes[80]. Le déclin des aptitudes cognitives par épilepsie peut également être en relation avec le degré d'éducation de la personne[81].

• Psychologie environnementale
• Carence affective
• Neurodéveloppement
• Plasticité neuronale
• Stimulation
• Effet Flynn
• Quotient Intellectuel

• (en) The Significance of Enrichment