95. NEUROSCIENCES

Les bébés font attention avec des régions du cerveau considérées immatures

Résumé : La neuroimagerie a révélé que lorsque les bébés se concentrent, ils utilisent la zone du cortex frontal, une zone du cerveau associée à des fonctions d'ordre supérieur qui était auparavant considérée comme immature chez les enfants de moins d'un an.

Source: Yale

Quiconque a regardé les yeux d'un bébé suivre un bibelot dansant devant lui sait que les bébés sont capables de prêter attention grâce à la mise au point laser.

Mais avec de grandes zones de leurs jeunes cerveaux encore sous-développés, comment y parviennent-ils?

En utilisant une approche pionnière à Yale qui utilise l'IRMf (ou imagerie par résonance magnétique fonctionnelle) pour scanner le cerveau des bébés éveillés, une équipe de psychologues universitaires montre que lorsqu'ils concentrent leur attention, les nourrissons de moins d'un an recrutent des zones de leur cortex frontal, une section du cerveau impliqué dans des fonctions plus avancées que l'on pensait auparavant immatures chez les bébés.

Les résultats ont été publiés le 16 mars dans les actes de la National Academy of Sciences.

« L'attention est la porte d'entrée vers ce que les nourrissons perçoivent et apprennent», a déclaré Nick Turk-Browne, professeur de psychologie à Yale et auteur principal de l'article. «L'attention est le videur à la porte, déterminant les informations qui pénètrent dans le cerveau, ce qui finit par créer des souvenirs, du langage et des pensées. »

La plupart des recherches précédentes liées à l'attention chez les bébés reposaient sur le suivi de leur regard alors qu'ils étaient présentés avec des stimuli visuels, un processus qui offre théoriquement des informations sur ce qui se passe dans leur esprit. Des questions restent sans réponse sur les sections du cerveau impliquées dans ces réponses, et comment et pourquoi elles attribuent l'attention de cette manière.

L'attention des bébés pourrait dépendre des zones sensorielles du cerveau, qui traitent les stimuli tels que les stimuli tactiles et visuels et les aident à réagir au monde extérieur. Ces régions du cerveau se développent plus tôt dans la petite enfance que les régions du cortex frontal, qui sont généralement associées à des fonctions internes telles que le contrôle, la planification et le raisonnement.

La capacité d'utiliser l'imagerie cérébrale avec des nourrissons nous a permis «de nous regarder derrière le miroir», pour les origines neurales de l'attention, a déclaré Turk-Browne.

Pour l'étude, ils ont utilisé la nouvelle technologie IRMf pour suivre l'activité neuronale de 20 bébés âgés de 3 à 12 mois, en suivant quelles régions de leur cerveau étaient activées alors qu'ils focalisaient leur attention en réponse à une série d'images.

Dans une série de tests, les bébés ont vu un écran sur lequel une cible apparaîtrait sur le côté gauche ou droit. Dans chaque cas, ces apparitions étaient précédées de l'un des trois indices visuels signalant où la cible apparaîtrait: du même côté que la cible apparaîtrait, des deux côtés de l'écran (donc non informatif), ou du côté opposé. Les chercheurs ont surveillé les mouvements oculaires des bébés pendant qu'ils accomplissaient ces tâches.

L'attention des bébés pourrait dépendre des zones sensorielles du cerveau, qui traitent les stimuli tels que les stimuli tactiles et visuels et les aident à réagir au monde extérieur. L'image est dans le domaine public

Comme prévu, les bébés ont été beaucoup plus rapides pour déplacer leurs yeux vers la cible lorsqu'ils ont présenté pour la première fois le bon signal, confirmant que les signaux avaient focalisé leur attention. Simultanément, les chercheurs ont utilisé la technologie d'imagerie cérébrale pour voir quelles zones du cerveau ont été recrutées au cours de ces tâches.

En plus des zones sensorielles du cerveau, ils ont constaté que l'activité augmentait également dans deux zones du cortex frontal, le cortex cingulaire antérieur et le gyrus frontal moyen, des zones du cerveau qui, une fois pleinement développées, sont impliquées dans le contrôle de l'attention des adultes.

«Cela ne signifie pas que ces régions jouent le même rôle chez les bébés que chez les adultes, mais cela montre que les nourrissons les utilisent pour explorer leur monde visuel», a déclaré Cameron Ellis, titulaire d'un doctorat. candidat en psychologie à Yale et premier auteur de l'article.

L'étude de la façon dont le cerveau est enrôlé pendant le développement «aidera les chercheurs à découvrir les fondements de l'apprentissage humain, ce qui pourrait un jour aider à améliorer l'éducation de la petite enfance et à révéler les racines des troubles neurodéveloppementaux», a déclaré Ellis.

Les autres auteurs de l'étude sont les étudiants diplômés de Yale, Lena Skalaban et Tristan Yates.

À propos de cette actualité sur la recherche sur le développement du cerveau

Source: Yale

Contact: Bess Connolly – Yale

Image: L'image est du domaine public

Recherche originale: Accès fermé.

«L' attention recrute le cortex frontal chez les nourrissons humains » par Cameron T. Ellis, Lena J. Skalaban, Tristan S. Yates et Nicholas B. Turk-Browne. PNAS



Abstrait

L'attention recrute le cortex frontal chez les nourrissons humains

Les jeunes nourrissons découvrent le monde en déplaçant ouvertement leur attention sur des événements perceptivement saillants. Chez l'adulte, l'attention recrute plusieurs régions cérébrales couvrant les lobes frontaux et pariétaux. Cependant, on ne sait pas si ces régions sont suffisamment matures dans la petite enfance pour soutenir l'attention et, plus généralement, comment l'attention du nourrisson est soutenue par le cerveau.

Nous avons utilisé l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) liée aux événements lors de 24 séances de 20 nourrissons éveillés de 3 mois à 12 mois alors qu'ils effectuaient une tâche de détection attentionnelle adaptée aux enfants. Une cible a été présentée à gauche ou à droite de la fixation du nourrisson, et le codage du regard hors ligne a été utilisé pour mesurer la latence avec laquelle ils ont saccadé à la cible.

Pour manipuler l'attention, un bref signal a été présenté devant la cible dans trois conditions: du même côté que la cible à venir (valide), de l'autre côté (invalide), ou des deux côtés (neutre).

Tous les nourrissons étaient plus rapides à regarder la cible sur des essais valides par rapport à des essais invalides, avec une validité plus rapide que neutre et une invalide plus lente que neutre, ce qui indique que les signaux ont effectivement capté l'attention. Nous avons ensuite comparé l'activité IRMf évoquée par ces types d'essais.

Les régions des réseaux d'attention des adultes activées plus fortement pour les essais invalides que valides, en particulier les régions frontales. Ni les effets comportementaux ni neuronaux ne variaient selon l'âge du nourrisson au cours de la première année, ce qui suggère que ces régions peuvent fonctionner tôt dans le développement pour soutenir l'orientation de l'attention.

Ensemble, cela renforce notre compréhension mécaniste de la façon dont le cerveau du nourrisson contrôle l'attribution de l'attention.