Les cellules souches sanguines ont une mémoire immunitaire et ouvrent des pistes dans la recherche sur le Covid-19

COMMUNIQUÉ | 12 MAI 2020 - 9H15 | PAR INSERM (SALLE DE PRESSE)

BIOLOGIE CELLULAIRE, DÉVELOPPEMENT ET ÉVOLUTION | GÉNÉTIQUE, GÉNOMIQUE ET BIO-INFORMATIQUE | IMMUNOLOGIE, INFLAMMATION, INFECTIOLOGIE ET MICROBIOLOGIE


Les cellules souches du sang auraient une propriété surprenante. En plus d’assurer le renouvellement continu des cellules sanguines, ces cellules gardent une trace des infections passées pour déclencher une réponse immunitaire plus rapide et plus efficace par la suite, d’après une nouvelle étude co-dirigée par la chercheuse Inserm Sandrine Sarrazin et par le chercheur CNRS Michael Sieweke du Centre d’immunologie de Marseille-Luminy (CNRS/Inserm/Aix-Marseille Université) et du Centre des thérapies régénératives de l’Université technique de Dresde (Allemagne). Cette découverte pourrait avoir un impact significatif sur les futures stratégies de vaccination, notamment celles explorées dans le cadre de la pandémie de Covid-19. Elle permettrait aussi de faire progresser la recherche sur de nouveaux traitements visant à moduler le système immunitaire. Ces résultats ont été publiés dans la revue Cell Stem Cell.

C’est un fait connu de longue date : le système immunitaire adaptatif a une mémoire. Ainsi, les lymphocytes deviennent spécifiques d’un agent pathogène particulier à éliminer après y avoir été exposés lors d’une infection et certains d’entre eux subsistent durablement dans l’organisme. Les principes de la vaccination reposent sur la connaissance de ces mécanismes immunitaires.
Plus récemment, des travaux ont suggéré que le système immunitaire inné, qui permet la défense de l’organisme de façon immédiate suite à une infection, a lui aussi une forme de mémoire. Des chercheurs ont par exemple montré que le système immunitaire inné continue d’être plus efficace en cas de réinfection malgré la durée de vie très courte des cellules immunitaire, comme les monocytes ou les granulocytes. Ils ont alors soupçonné que cette mémoire du système immunitaire inné était en fait inscrite dans les cellules souches sanguines, dont la durée de vie est très longue, et qui sont à l’origine de différentes cellules immunitaires matures.
Pour vérifier cette hypothèse, les chercheurs du Centre d’immunologie de Marseille-Luminy (CNRS/Inserm/Aix-Marseille Université) et du Centre des thérapies régénératives de l’Université technique de Dresde (Allemagne) ont effectué des travaux dont les résultats sont publiés dans Cell Stem Cell. L’équipe a exposé des souris à une molécule de surface de la bactérie E. coli (lipopolysaccharide ou LPS), un agent pathogène largement utilisé pour mimer des infections en laboratoire.

Ensuite, les chercheurs ont transféré des cellules souches sanguines prélevées chez ces animaux à d’autres souris non infectées et dont le système immunitaire avait préalablement été détruit. Le but était de reconstituer entièrement leur système immunitaire à partir de ces cellules souches.
Les chercheurs ont ensuite infecté des souris de ce groupe avec une bactérie vivante de l’espèce P. aeruginosa et ont constaté que le taux de mortalité n’était que de 25 %. Il atteignait en revanche 75 % chez des souris contrôles, dont les cellules souches n’avaient jamais été exposées à un agent pathogène.
« Ce travail démontre de façon forte que les cellules souches sanguines ont une fonction de mémoire qu’on ne soupçonnait pas. Une première exposition à un pathogène les arme pour mieux affronter une prochaine infection», explique Sandrine Sarrazin.

Ce mécanisme n’est pas spécifique d’un agent pathogène puisque, dans une autre expérience, une première exposition des cellules souches sanguines à un antigène viral a protégé les souris contre une exposition secondaire à P. aeruginosa. De manière surprenante, les scientifiques ont donc découvert que la protection apportée par cette mémoire du système immunitaire s’étend au-delà du seul agent infectieux utilisé pour la première infection.
Les chercheurs se sont ensuite intéressés à la manière dont cette mémoire était codée. En étudiant le génome des cellules souches sanguines des souris infectées, ils ont constaté des modifications durables dans son organisation spatiale. Ces changements étaient susceptibles de modifier l’expression de certains gènes impliqués dans la réponse immunitaire innée. « Lors du premier contact avec l’agent pathogène, des gènes requis pour la réponse immunitaire sont en fait durablement mis en avant pour activer rapidement le système immunitaire lors d’une deuxième infection», explique Bérengère de Laval, première auteure de l’étude. Enfin, l’équipe a recherché des molécules impliquées dans ce changement de structure du génome et a découvert qu’une protéine appelée C/EBP bêta jouait un rôle majeur.

Des recherches pertinentes dans la lutte contre le Covid-19 ?
Ces résultats résonnent tout particulièrement en cette période de pandémie du coronavirus SARS-Cov-2.

Des observations récentes suggèrent que le vaccin BCG, connu pour induire lui aussi une mémoire immunitaire innée, agirait également au niveau des cellules souches sanguines et offrirait un certain degré de protection contre les infections respiratoires. Des études sont en cours pour tester son utilité contre le Covid-19.
Les découvertes de l’équipe pourraient éclairer les mécanismes en jeu dans cette protection au niveau moléculaire et ouvrir de nouvelles pistes vaccinales, y compris contre le Covid-19.

« Nos découvertes représentent une contribution majeure à la compréhension de la mémoire du système immunitaire et des fonctions des cellules souches du sang. Elles orientent en outre vers de nouvelles stratégies pour stimuler ou limiter la réponse immunitaire dans divers états pathologiques, et pourraient permettre d’affiner les stratégies de vaccination actuelles pour une meilleure protection face à divers agents pathogènes, y compris contre le SARS-CoV-2 », espère Michael Sieweke.

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Un nouveau gène impliqué dans l’hypertension artérielle

COMMUNIQUÉ | 19 FÉVR. 2018 - 10H12 | PAR INSERM (SALLE DE PRESSE)

GÉNÉTIQUE, GÉNOMIQUE ET BIO-INFORMATIQUE


Une équipe de chercheurs dirigée par Maria-Christina Zennaro, directrice de recherche Inserm au sein du Paris Centre de Recherche Cardiovasculaire (Inserm/ Université Paris-Descartes), en collaboration avec des collègues allemands[1], a identifié un nouveau gène impliqué dans l’hypertension artérielle. Cette étude a été publiée dans Nature Genetics.
Ces nouveaux résultats soulignent l’importance du terrain génétique dans la  survenue  des  maladies communes et confortent l’intérêt du déploiement du Plan France Médecine Génomique 2025. L’un de ses objectifs consiste effectivement à permettre l’accès au dépistage génétique, même pour des pathologies communes, pour proposer une médecine individualisée.

L’hypertension artérielle est un facteur de risque cardiovasculaire majeur, qui touche jusqu’à 25% de la population. Dans environ 10% des cas, elle est due au dysfonctionnement de la glande surrénale qui produit en excès l’aldostérone, une hormone qui régule la pression artérielle. On parle alors d’hyperaldostéronisme primaire. Les patients touchés par cette maladie ont une hypertension souvent grave et résistante aux traitements habituels. Ces patients ont aussi plus de risques de développer des accidents cardiovasculaires, notamment des infarctus du myocarde et des AVC.
Afin de mieux comprendre les causes de cette maladie, Maria-Christina Zennaro et Fabio Fernandes-Rosa, chercheurs Inserm à Paris, ont analysé les exomes (la part du génome codant pour les protéines) de patients atteints d’hyperaldostéronisme primaire avant l’âge de 25 ans. Cette approche a permis d’identifier une mutation dans un gène jusqu’à alors inconnu, CLCN2. Ce gène code pour un canal chlorure, dont la présence et les effets dans la glande surrénale étaient alors inconnus.

Une production autonome d’aldostérone
Grâce à leur partenariat avec une équipe allemande dirigée par Thomas Jentsch à Berlin, les chercheurs ont étudié les mécanismes par lesquels cette mutation pouvait induire une production autonome d’aldostérone et déclencher une hypertension artérielle. Ils ont découvert que la mutation entrainait une ouverture permanente du canal chlorure.
Dans un modèle animal, les chercheurs ont montré que ce canal est justement exprimé dans la zone des surrénales produisant l’aldostérone. Par des expériences d’électrophysiologie et de biologie cellulaire, ils ont montré que l’influx de chlorure à travers le canal muté aboutissait à une augmentation des flux de chlorure et une dépolarisation de la membrane cellulaire. Les cellules de cortex surrénalien produisent alors plus d’aldostérone en présence du canal muté et expriment d’avantage les enzymes impliqués dans sa biosynthèse.
Cette découverte révèle un rôle jusqu’alors inconnu d’un canal chlorure dans la production d’aldostérone. Elle ouvre des perspectives tout à fait nouvelles dans la pathogenèse et la prise en charge de l’hypertension artérielle.

[1] Du Leibniz Institute for Molecular Pharmacology (FMP) et Max Delbrück Center for Molecular Medicine (MDC) à Berlin.

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Identification d’un réseau d’aires cérébrales impliqué dans les mathématiques

COMMUNIQUÉ | 20 AVRIL 2016 - 15H07 | PAR INSERM (SALLE DE PRESSE)

NEUROSCIENCES, SCIENCES COGNITIVES, NEUROLOGIE, PSYCHIATRIE


Deux chercheurs de l’unité mixte CEA / Inserm / Université Paris-Sud et du Collège de France au centre de recherche en neuro-imagerie, NeuroSpin, viennent de révéler que le cerveau possède un réseau d’aires cérébrales impliqué dans les mathématiques de haut niveau comme dans les opérations arithmétiques les plus simples. Ce réseau s’active à la seule vue de nombres chez une population de haut niveau universitaire, experte ou non en mathématiques. Ces résultats, publiés dans les PNAS, ont été obtenus en IRM fonctionnelle chez des universitaires spécialistes de mathématiques ou d’autres disciplines.
 
Peut-il y avoir une pensée sans langage ? L’imagerie cérébrale permet aujourd’hui de poser cette question en laboratoire. Dans le but de déterminer quelles aires cérébrales sont impliquées dans la réflexion mathématique de haut niveau, des neuroscientifiques (NeuroSpin, CEA/Inserm/Université Paris Sud Saclay, Collège de France) ont étudié le cerveau d’une quinzaine de mathématiciens professionnels par IRM fonctionnelle (IRMf). Les images d’IRMf ont été acquises alors qu’ils réfléchissaient pendant 4 secondes à des affirmations mathématiques et non-mathématiques de haut niveau, afin de les juger vraies, fausses ou absurdes. Lorsque leur réflexion portait sur des objets mathématiques, un réseau dorsal pariétal et frontal du cerveau était activé, réseau qui ne présentait aucun recouvrement avec les aires du langage. A l’inverse, lorsqu’on leur demandait de réfléchir à un problème d’histoire ou de géographie, le réseau qui s’activait était complètement différent des régions mathématiques et impliquait certaines aires du langage.

Comparaison des régions du cerveau activités par une activité mathématique et par une activité langagière chez les mathématiciens et les non-mathématiciens.
Une activité mathématique active les régions du cerveau représentées en bleu chez les mathématiciens tandis qu’une activité langagière active les régions représentées en vert sur cette figure chez des mathématiciens et des non mathématiciens. Ces régions ne se recouvrent pas.
© M.Amalric/CEA

Le réseau d’aires cérébrales mis au jour dans cette étude n’est pas seulement impliqué dans les mathématiques de très haut niveau, mais également dans le traitement du nombre et du calcul mental. Les chercheurs ont d’ailleurs pu observer que ce réseau s’activait également en réponse à la simple vue de nombres ou de formules mathématiques chez les mathématiciens professionnels comme chez les non-mathématiciens (des chercheurs de même niveau universitaire, mais sans formation scientifique) qui avaient participé à cette expérience.

Des études récentes suggèrent de plus que ce réseau est déjà impliqué dans l’identification du nombre chez les jeunes enfants non encore scolarisés, et qu’il est très ancien dans l’évolution car il est présent lorsque des singes macaques reconnaissent des objets concrets. Cela suppose que ce réseau d’aires cérébrales préexiste à l’apprentissage des mathématiques à l’école, et qu’il se développe ensuite avec l’éducation que l’on reçoit. En effet, les chercheurs ont  constaté que l’activation des régions de ce réseau était amplifiée chez les mathématiciens par rapport aux non-mathématiciens. Cette observation coïncide avec la théorie du recyclage neuronal, développée par Stanislas Dehaene, et qui stipule que les activités culturelles de haut niveau, telles que les mathématiques, recyclent des fondations cérébrales très anciennes dans l’évolution, telles que le sens du nombre, de l’espace ou du temps.
Il existe ainsi un réseau mathématique dans le cerveau, qui n’est pas celui du langage. Ce résultat concorde avec d’autres observations, par exemple le fait que certains enfants ou adultes, qui disposent d’un vocabulaire numérique très pauvre, soient capables de réaliser des opérations arithmétiques avancées, ou encore que certains patients aphasiques[1] puissent encore faire du calcul et de l’algèbre.
 
Dans le débat séculaire de la pensée sans langage, les mathématiques ont un statut particulier. Pour certains, tel Noam Chomsky, l’activité mathématique a émergé chez l’Homme comme conséquence de ses capacités pour le langage. La plupart des mathématiciens et physiciens pensent au contraire que la réflexion mathématique est indépendante du langage, tel Albert Einstein qui affirmait : « les mots et le langage écrits ou parlés ne semblent jouer aucun rôle dans mon mécanisme de pensée. Les briques de base de ma pensée sont au contraire des signes ou des images, plus ou moins clairs, que je peux reproduire et recombiner à volonté ».
 
[1] Patient aphasique : qui a perdu la maîtrise du langage. Ce trouble peut aller d’une incertitude sur les mots à une perte totale d’expression par le langage mais le patient peut écrire.

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Troubles spécifiques des apprentissages

Sous titre
Les « dys », des troubles durables mais qui se prennent en charge

Lecture, expression écrite ou orale, calcul, concentration… Si 15 à 20% des enfants sont confrontés à des difficultés d’apprentissages et scolaires, les troubles spécifiques des apprentissages ne concernent que 5 et 7% des enfants d’âge scolaire.
Plus connus sous le nom de troubles "dys", il s'agit de troubles durables, sévères chez 1 à 2% des enfants concernés, avec des répercussions sur leur scolarité et leur vie quotidienne. Leur prise en charge permet cependant d’améliorer et/ou de compenser les fonctions déficientes.
                       

Comprendre les troubles spécifiques des apprentissagesDifférents troubles de l’apprentissage se manifestent chez des enfants qui ont une intelligence et un environnement social adéquat, et ne présentent pas de problèmes sensoriels (vue, audition), psychiatriques ou neurologiques identifiables. Ces enfants éprouvent des difficultés à apprendre à lire, à écrire, à orthographier, à calculer, à s’exprimer ou encore à se concentrer.
Les troubles spécifiques des apprentissages comprennent (selon la classification internationale DSM-5) :
*         le trouble spécifique des apprentissages avec déficit en lecture (communément nommée dyslexie)
*         le trouble spécifique des apprentissages avec déficit de l’expression écrite (dysorthographie)
*         le trouble spécifique des apprentissages avec déficit du calcul (dyscalculie)
Ces troubles sont associés au :
*         trouble du langage oral (dysphasie)
*         trouble développemental de la coordination (dyspraxie), incluant certaine forme de dysgraphie (trouble de l'écriture)
*         déficits de l’attention avec ou sans hyperactivité (TDAH ou TDA)
*
Des troubles fréquemment associés
Dans près de 40% des cas, un enfant concerné par un trouble spécifique des apprentissages présente plusieurs troubles. Les troubles spécifiques des apprentissages avec déficit en lecture ou avec déficit du calcul sont fréquemment associés à des troubles développementaux de la coordination ou à des déficits de l’attention. En outre, un trouble du langage oral sera suivi d’un risque de trouble spécifique des apprentissages avec déficit en lecture dans plus de 50% des cas.
Des difficultés psychologiques et comportementales sont également fréquemment associées aux troubles spécifiques des apprentissages (anxiété de performance, manque de confiance en soi).
Les aires cérébrales impliquées, les manifestations et les prises en charge diffèrent selon les troubles. Cependant, l’association de plusieurs de ces troubles (deux ou plus) est fréquente chez un même enfant. Un mécanisme commun pourrait être à l’origine de ces dysfonctionnements au cours du développement.

Ce problème de santé publique, qui touche donc un à deux élèves par classe, pose des défis d’organisation des soins à l’échelle nationale, avec des disparités de prise en charge selon les régions.
Le trouble spécifique des apprentissages avec déficit en lecture (dyslexie)
Après le début de l’apprentissage de la lecture au cours préparatoire, le trouble spécifique des apprentissages avec déficit en lecture se manifeste par :
*         une mauvaise association entre graphèmes (signes écrits) et phonèmes (sons)
*         une incapacité à saisir rapidement un mot dans sa globalité.
L’enfant déchiffre lentement et fait des erreurs. Ce trouble est très souvent associé à une difficulté à maitriser l’orthographe (trouble spécifique des apprentissages avec déficit de l’expression écrite).
Ces dysfonctionnements sont souvent liés à un mauvais développement phonologique en amont de l’apprentissage de la lecture : difficultés à discriminer les sons proches, faible conscience phonologique (capacité à percevoir, découper et manipuler les unités sonores du langage telles que la syllabe ou le phonème) et/ou à des problèmes dans le traitement orthographique (confusions et inversion de lettres, mauvais codage de la position des lettres). Des problèmes visuo-attentionnels peuvent être associés.

Le trouble développemental de la coordination (dyspraxie)
Les enfants concernés ont des difficultés motrices, notamment pour planifier, programmer et coordonner des gestes complexes. Ils ne peuvent pas automatiser un certain nombre de gestes volontaires, notamment l’écriture (ce qui entraîne une dysgraphie). Ces enfants contrôlent laborieusement le dessin de chaque lettre, ce qui absorbe une grande partie de leur attention et les empêche de prêter attention aux autres aspects (orthographe, sens des mots...).
Ce trouble est souvent associé à des anomalies de repérage et d’organisation spatiale et à des difficultés de motricité des yeux qui perturbent l’appréhension de l’environnement par l’enfant.

Le trouble spécifique des apprentissages avec déficit du calcul (dyscalculie)
Les enfants concernés ont une mauvaise perception des quantités numériques (sens du nombre), socle sur lequel se construisent les habiletés arithmétiques ultérieures. Ils peuvent aussi rencontrer des difficultés de mémorisation et d’apprentissage des tables d’addition et de multiplication.
Le trouble spécifique des apprentissages avec déficit du calcul est souvent combiné à un trouble du langage ou à un trouble développemental de la coordination. Il peut être associé à des anomalies des régions cérébrales impliquées dans la perception des quantités numériques, dans les représentations visuelles (chiffres arabes) ou l’expression verbale (mots désignant les nombres).

Le trouble du langage oral (dysphasie)
Les enfants peuvent présenter un trouble de l’expression du langage qui peut concerner la phonologie (des difficultés de prononciation, avec des paroles indistinctes et des mots déformés), le vocabulaire ou la syntaxe (difficultés à composer des phrases), parfois associé à un trouble de la compréhension (vocabulaire et/ou syntaxe).
Un dépistage et une prise en charge précoce sont recommandés dès la maternelle, avant 5 ans et si possible dès 3 ans, afin d’améliorer le pronostic ultérieur.

Les déficits de l’attention avec (TDAH) ou sans hyperactivité (TDA)

Les enfants présentant des déficits de l’attention, avec ou sans hyperactivité, ont des difficultés à se concentrer et à soutenir leur attention lors d’une tâche ou d’une activité particulière, ceci en dépit de leur bonne volonté. Ce trouble conduit à de nombreuses erreurs d’inattention, à un travail inabouti, au non-respect des consignes et à une mauvaise organisation.
Plus de 50% des enfants qui présentent des déficits de l’attention avec ou sans hyperactivité présentent d’autres troubles des apprentissages associés. Ils s’accompagnent fréquemment de difficultés psychologiques et comportementales (comme le trouble oppositionnel).

Comment les diagnostiquer ?
Le diagnostic d'un trouble spécifique des apprentissages ne peut être réalisé qu'après avoir exclu l'existence d'une déficience intellectuelle, neurosensorielle (audition et vision) ou de difficultés psychiatriques ou d’environnement social pouvant retentir sur les apprentissages. Le médecin à l'origine du diagnostic utilise des outils de dépistage validés, permettant de déterminer le(s) bilan(s) spécialisé(s) utile(s) et le(s) professionnel(s) concerné(s), en fonction de l’âge et du type de trouble observé. Un bilan d’audition en ORL ou un bilan ophtalmologique et orthoptique sont parfois utiles.
Le bilan spécialisé dépend du type de trouble :
*         Pour des difficultés de langage, de lecture ou de cognition mathématique, il s’agira d’un bilan orthophonique.
*         Pour la coordination motrice, le graphisme ou les difficultés visuo-perceptives ou visuo-motrices, le bilan spécialisé sera réalisé par un(e) psychomotricien(ne) ou un(e) ergothérapeute.
*         Un bilan complémentaire cognitif ou attentionnel et des fonctions exécutivesfonctions exécutivesEnsemble de processus cognitifs (raisonnement, planification,  résolution de problèmes…) qui nous permettent de nous adapter au contexte, aux situations nouvelles.

, par un(e) psychologue spécialisé en neuropsychologie peut être utile.
Selon les recommandations de la Haute Autorité de santé de janvier 2018, les parcours de diagnostic et de prise en charge doivent être adaptés aux types de difficultés d’apprentissage, à leur sévérité, à leur pronostic évolutif ainsi qu’à l’environnement de l’enfant. Ces recommandations définissent une organisation sur trois niveaux en fonction de la complexité des interventions utiles, dès lors que les interventions pédagogiques préventives, ciblées sur les difficultés repérées en classe, n’ont pas été efficaces.
Le niveau 1, "de proximité", correspond au diagnostic, à la prise en charge et au suivi des troubles par le médecin traitant et le rééducateur adapté au type de trouble. Un niveau 2, pluridisciplinaire, plus spécialisé, vient en complément pour les enfants dont l’évolution reste insuffisante avec la réponse de niveau 1, ou lorsque les troubles sont plus complexes. Enfin, des centres de référence de niveau 3 existent au sein de centres hospitaliers universitaires, permettant des bilans multidisciplinaires pour les patients présentant les cas les plus complexes.

Quelle prise en charge rééducative et orientation ?
Il n’existe pas de technique "miracle" : les troubles spécifiques des apprentissages sont durables. Toutefois, leur prise en charge permet d’améliorer et/ou de compenser les fonctions déficientes. Une prise en charge adaptée, en orthophonie, psychomotricité, ergothérapie, orthoptie, ou par un psychologue, offre à l’enfant la possibilité de développer son potentiel scolaire. Un accompagnement psychologique s’avère souvent utile.
Tous les troubles des apprentissages nécessitent des adaptations pédagogiques à l’école. Elles peuvent être formalisés avec le médecin de l’Education nationale, pour tenir compte des difficultés de l’enfant. Parmi les mesure pouvant être mises en place, citons :
*         une lecture orale des consignes des exercices pour les enfants ayant des difficultés de compréhension de la lecture
*         des photocopies des cours, ou la possibilité d'utiliser un ordinateur, pour à des enfants qui rencontrent des difficultés d’écriture
*         la reformulation les consignes pour aider les enfants présentant un trouble de la compréhension du langage
*         du temps supplémentaires pendant les épreuves...
Ces adaptations peuvent se poursuivre jusqu’au brevet, voire jusqu’au bac, selon l’évolution.
Une orientation en classe spécialisée (de type ULIS TSL pour Unité localisée pour l’inclusion scolaire Troubles spécifiques du langage) peut être envisagée pour les enfants présentant des troubles sévères du langage écrit. Certains centres de référence de niveau 3 proposent une prise en charge spécialisée, avec des rééducations intensives sur place et une scolarité spécialisée. Ce dispositif s'adresse à des élèves non lecteurs, présentant des troubles sévères et multiples. A l'issue d'une ou deux années, ils peuvent être réorientés vers le système scolaire, ordinaire ou spécialisé.

Les enjeux de la recherche
Jusqu’ici, le trouble spécifique des apprentissages avec déficit en lecture (dyslexie) est le trouble le plus étudié par les chercheurs. Des études génétiques et d’imagerie cérébrale sont toujours en cours. L’existence d’une susceptibilité génétique a été démontrée et, à ce jour, quelques gènes de prédisposition ont été identifiés : ils sont impliqués dans la migration neuronale. Certains sont en outre associés aux troubles du langage oral, dans le cadre de syndromes souvent plus complexes.
L’imagerie cérébrale anatomique et fonctionnelle permet quant à elle de mieux comprendre les mécanismes associés aux troubles de l’apprentissage. Les chercheurs observent de mieux en mieux les aires cérébrales affectées aux différentes fonctions. Ils soupçonnent que des désordres neuronaux dans certaines régions, ou encore un déficit de connexion entre des aires éloignées du cerveau, pourraient expliquer différents troubles des apprentissages.

Les processus de contrôle cognitif, véritables outils de l’apprentissage

Les efforts de recherche se concentrent actuellement vers le développement de méthodes de remédiation innovantes. Il s’agit d’interventions pouvant concerner la population générale d’enfants d’âge scolaires, ou des populations avec un trouble spécifique et durable des apprentissages, par exemple de la lecture (comme dans cette étude) ou de la coordination (comme dans celle-ci).

Il est bien démontré que la qualité des apprentissages scolaires repose notamment sur la capacité de l’élève à exercer un contrôle cognitif sur ses processus de pensée et ses comportements. Il s’agit de parvenir à mobiliser de manière efficiente ses capacités attentionnelles, d’inhibition ou encore de flexibilité mentale, entre autres. Elles vont permettre à l’enfant ou à l’adolescent de s’autoréguler sur les plans cognitif et/ou émotionnel. On a montré que la maîtrise de ces processus de contrôle cognitif constitue un meilleur prédicteur de la capacité de l’enfant à s’adapter dès l’école maternelle, que son niveau d’intelligence.
Les apprentissages sont sous-tendus par l’efficience de la mémoire de travail, une mémoire transitoire qui permet le traitement de l’information en temps réel nécessaire à tout comportement dirigé par un but. La qualité de la mémoire de travail est notamment prédictive du développement précoce du langage, des performances en résolution de problèmes, en mathématiques, ou encore en compréhension de texte. Une étude conduite par des psychologues de l’université Caen Normandie, l’université Paris Descartes et du Centre de recherche en épidémiologie et santé des populations (CESP, unité Inserm 1178) a examiné les capacités de contrôle cognitif d’enfants avec et sans trouble spécifique des apprentissages (TSA) (Lanoë et al, 2019). Les enfants présentant des TSA manifestent des déficits au niveau de la mise à jour de l’information en mémoire de travail verbale et spatiale, d’inhibition cognitive et motrice, de flexibilité mentale. Cette étude offre des perspectives de prise en charge pédagogique et de remédiation cognitive auprès de ces enfants.
Une approche défendue pour l’accompagnement du développement des capacités de contrôle cognitif chez l’enfant et l’adolescent consiste à leur transmettre des connaissances métacognitives ("comment je fonctionne") dans l’objectif de développer leur compétence métacognitive : organiser ses connaissances, développer des procédures et stratégies, exercer du contrôle sur son comportement et tirer parti de ses erreurs, réguler ses émotions, entre autres. Dans ce cadre, des outils de remédiation cognitive existent, tels que la trousse de remédiation cognitive de la mémoire de travail MémoAction. Ce matériel didactique se propose de maximiser le développement des habilités de gestion de la mémoire de travail chez l’apprenant présentant des difficultés d’apprentissage. Il existe aussi des outils visant à prendre en compte le fonctionnement cognitif et neurocognitif de l’apprenant, pour permettre la construction des connaissances et des compétences scolaires. L’ouvrage Découvrir le cerveau à l’école, Les sciences cognitives au service des apprentissages propose des séquences pédagogiques pouvant contribuer à de meilleurs apprentissages chez tous les élèves, et en particulier chez les élèves présentant des troubles des apprentissages. Ces séquences visent à leur permettre de "prendre conscience de leur cerveau" de façon ludique.

Un enjeu actuel de la recherche porte sur l’évaluation de ces remédiations, ce qui nécessite une meilleure compréhension des déficits cognitifs sous-jacents. L’imagerie cérébrale fonctionnelle peut permettre d’observer des mécanismes mis en jeux. Le lent développement des capacités de contrôle cognitif, qui débute à la première année de vie pour se poursuivre jusqu’au début de l’âge adulte, pourrait s’expliquer au regard de ce que l’on sait aujourd’hui sur la maturation anatomique et fonctionnelle du cerveau. Celle-ci relève de processus complexes et dynamiques quiont fait l’objet de plusieurs études d'imagerie par résonnance magnétique (IRM) ces dernières années. Elles indiquent que le développement cérébral est différentiel : impliqués dans les fonctions sensorielles et motrices de base, le cortex sensorimoteur mature le premier, alors que le cortex préfrontal, siège du contrôle cognitif, connait une évolution plus tardive jusqu’à l’âge adulte. Le développement de la matière blanche est plus linéaire, reflétant la myélinisation progressive des axones
axones
Prolongement de neurones
accélérant ainsi la conduction et la communication de l’information. Ces changements neurodéveloppementaux surviennent tout au long de l’enfance et de l’adolescence. Et pour aller en plus loin, il n’y a pas de période sensible pour la plasticité cérébrale

plasticité cérébrale
Mécanismes au cours desquels le cerveau est capable de se modifier en réorganisant les connexions et les réseaux neuronaux, dans la phase embryonnaire du développement ou lors d’apprentissage.

: elle s’opère tout au long de notre vie. Enseignants, éducateurs, médiateurs, parents, enfants, voici une raison d’être optimiste !

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