Effets tératogènes de l’alcool sur le cerveau et le comportement

Les enfants exposés à l’alcool avant la naissance peuvent souffrir de graves déficits cognitifs et de problèmes de comportement ainsi que de modifications de la structure cérébrale liées à l’alcool. Des études neuropsychologiques ont identifié des déficits dans l’apprentissage et la mémoire ainsi que dans le fonctionnement exécutif à la fois chez les enfants atteints du syndrome d’alcoolisation fœtale et chez les enfants présentant des déficiences moins graves. Les deux groupes d’enfants présentent également des comportements problématiques, tels que la consommation d’alcool et de drogues, l’hyperactivité, l’impulsivité et de mauvaises compétences en socialisation et en communication. Des études d’imagerie cérébrale ont identifié des changements structurels dans diverses régions du cerveau de ces enfants, y compris les ganglions de la base, le corps calleux, le cervelet et l’hippocampe, qui peuvent expliquer les déficits cognitifs. Des études d’imagerie cérébrale fonctionnelle ont également détecté des changements chez les enfants exposés à l’alcool indiquant des déficits dans le traitement de l’information et les tâches de mémoire. MOTS CLÉS : syndrome d’alcoolisme fœtal; exposition prénatale à l’alcool; tératogenèse; imagerie cérébrale; évaluation neuropsychologique; troubles cognitifs et de la mémoire; ganglions de la base; corps calleux; cervelet; hippocampe; électroencéphalographie; imagerie par résonance magnétique; tomographie par émission de positons; tomodensitométrie par émission de photonsuniques

L’exposition prénatale à l’alcool peut avoir des effets indésirables graves et permanents sur les enfants. L’étendue et la gravité de l’état d’un enfant dépendent de plusieurs facteurs, tels que la quantité d’alcool consommée par la mère enceinte et à quelle fréquence et à quel moment pendant sa grossesse elle a bu. Le résultat le plus grave est le syndrome d’alcoolisme fœtal (SAF), dont le diagnostic repose sur trois critères: (1) déficit de croissance se manifestant par une petite hauteur totale et une petite taille de la tête (c’est-à-dire une microcéphalie); (2) troubles du système nerveux central; et (3) un motif distinctif de traits faciaux anormaux. Cependant, d’autres enfants ayant des antécédents de forte exposition prénatale à l’alcool ne répondent souvent pas aux critères diagnostiques du SAF. Ces enfants, qui n’ont généralement pas les traits faciaux caractéristiques du SAF, ont diversement été étiquetés comme ayant des effets de l’alcoolisation fœtale (EAF), un trouble neurodéveloppemental lié à l’alcool (ARND) ou une exposition prénatale à l’alcool (PEA). Les enfants atteints de SAF et ceux atteints de troubles connexes peuvent naître de femmes connues pour boire de manière épisodique ou plus régulièrement pendant la grossesse. Pour le reste de cet article, les enfants ayant des antécédents d’exposition prénatale à l’alcool qui ne répondent pas aux critères diagnostiques du SAF sont appelés EAF ou PEA. Lorsqu’elles sont disponibles, les données de ces enfants sont notées; sinon, les résultats présentés dans cet article se réfèrent aux enfants diagnostiqués avec le SAF.

Les enfants ayant des antécédents de forte exposition prénatale à l’alcool montrent des signes de changements dans la structure et la fonction du cerveau ainsi qu’une variété d’effets comportementaux résultant vraisemblablement de cette insulte au cerveau. La plupart des recherches menées chez les enfants et les adolescents exposés à l’alcool se sont concentrées sur les effets structurels ou comportementaux. Ce n’est que récemment que des études ont commencé à démontrer la relation entre les deux zones que des changements dans la structure du cerveau pourraient affecter négativement le comportement. Cet article résume les résultats d’études neuropsychologiques analysant les effets tératogènes (c’est-à-dire dommageables pour le fœtus en développement) de l’alcool sur le comportement et d’études d’imagerie cérébrale analysant les effets de l’alcool sur la structure du cerveau. Il met ensuite en évidence les liens existants entre ces deux domaines de recherche. Pour une couverture plus étendue de ces sujets, le lecteur est référé aux articles de revue de Mattson et Riley (1998) et de Roebuck et ses collègues (998).

Résultats d’études neuropsychologiques

En général, une forte exposition prénatale à l’alcool est associée à des déficits dans un large éventail de domaines fonctionnels, y compris à la fois le fonctionnement cognitif (par exemple, le fonctionnement intellectuel général, l’apprentissage de nouvelles informations verbales et la performance sur des tâches visuelles et spatiales) et la performance motrice fine et brute. Des études neuropsychologiques ont analysé les troubles cognitifs des enfants ayant des antécédents d’exposition prénatale à l’alcool. Bien que bon nombre de ces études se soient concentrées sur les enfants diagnostiqués avec le SAF, plusieurs analyses ont inclus des enfants atteints d’EAF ou de PEA. Fait important, de nombreuses études montrent qu’il existe de fortes similitudes entre les enfants atteints de SAF et les enfants atteints d’EAF / PEA.

Par exemple, les études sur la capacité cognitive globale chez les enfants atteints du SAF rapportent généralement des scores de QI moyens dans la gamme limite du fonctionnement (c’est-à-dire dans les années 70), bien qu’ils puissent aller d’une déficience intellectuelle ((Scores de QI inférieurs à 70) à une moyenne (scores de QI compris entre 90 et 109). Les enfants atteints d’EAF ou de PEA présentent également des déficits de QI, bien que ces déficits ne soient généralement pas aussi graves que chez les enfants atteints de SAF (Streissguth et al. 1991; Mattson et coll. 1997) .

En plus des déficits intellectuels ou cognitifs globaux, les chercheurs ont évalué un large éventail de domaines du fonctionnement cognitif chez les enfants atteints de SAF, d’EAF ou de PEA, y compris les compétences linguistiques, le fonctionnement visuel-spatial, le comportement moteur fin, l’apprentissage non verbal et les performances scolaires. En général, les enfants exposés à l’alcool, avec et sans SAF, présentent des déficiences significatives dans tous les domaines neuropsychologiques, avec peu de différences qualitatives observées entre les groupes SAF et PEA / EAF. De même, des niveaux élevés d’exposition prénatale à l’alcool sont liés à un risque accru de déficits cognitifs dans une gamme de domaines fonctionnels, ce qui peut également survenir chez les enfants avec ou sans diagnostic de SAF.

Apprentissage et mémoire

Des informations anecdotiques et des résultats d’études sur des animaux indiquent que l’exposition prénatale à l’alcool peut affecter l’apprentissage et la mémoire. Les études sur les enfants atteints de SAF ont généralement soutenu cette observation, bien que les déficits de mémoire ne soient peut-être pas aussi globaux qu’on le pensait autrefois. Par exemple, une étude a étudié l’apprentissage verbal et la mémoire chez les enfants atteints du SAF et chez les enfants témoins non exposés à l’alcool (Mattson et al. 1996 b). L’étude a révélé que même si les enfants du SAF présentaient certains déficits dans la mémorisation de l’information verbale, ces déficits résultaient de difficultés avec l’acquisition de l’information plutôt qu’avec la capacité de se souvenir de l’information au fil du temps. D’autres études ont également révélé des déficits similaires dans l’acquisition d’informations non verbales chez les enfants exposés à l’alcool (Mattson et Roebuck sous presse), suggérant que les déficits d’apprentissage se produisent dans les domaines verbaux et non verbaux et sont susceptibles d’entraîner une altération significative dans divers domaines du fonctionnement. Il n’est cependant pas clair si le degré de déficience de chaque enfant diffère entre les domaines de fonction verbaux et non verbaux.

Certaines études suggèrent que les enfants atteints de SAF peuvent bien fonctionner lorsque la fonction mémoire est testée d’une manière différente, par exemple lors de tests de mémoire implicite, un type de mémoire qui n’est pas sous contrôle conscient. Lorsque les sujets effectuent avec succès des tests de mémoire implicite, ils peuvent utiliser des informations provenant de tâches précédentes sans savoir qu’ils l’ont fait. Dans une étude, les chercheurs ont montré aux enfants des listes de mots du SAF et ont demandé aux enfants d’évaluer ces mots en fonction de leur sympathie (Mattson et Riley, 1999). (Cette composante de notation a servi à accroître l’attention des enfants sur les mots. ) Plus tard dans la session de test, les enfants ont été invités à compléter des mots partiels (par exemple, MO ou SM) avec le premier mot qui leur venait à l’esprit (par exemple, SOURIS ou SOURIRE). Les enfants n’ont pas été rappelés des mots précédents ni incités à s’en souvenir par l’examinateur. Néanmoins, le SAF et les enfants témoins étaient plus susceptibles de compléter les mots partiels avec des mots de la tâche précédente qu’avec de nouveaux mots. Ces résultats ont indiqué que les deux groupes d’enfants utilisaient la mémoire implicite et que l’exposition préalable les aidait à apprendre et à mémoriser les mots. Pris ensemble, ces résultats suggèrent que, bien que les enfants atteints de SAF puissent avoir des difficultés importantes à apprendre de nouvelles informations, leur fonction de mémoire globale est complexe et peut ne pas être aussi affectée globalement qu’on le pensait généralement. Néanmoins, des aspects spécifiques de la mémoire peuvent être affectés par l’exposition prénatale à l’alcool.

Fonctionnement exécutif

Le terme « fonctionnement exécutif » désigne un groupe de capacités cognitives de niveau supérieur, telles que la résolution de problèmes, la pensée abstraite, la planification à l’avance et la flexibilité dans les processus de pensée. Ces types de compétences sont indépendants de la fonction intellectuelle globale et influencent si et de quelle manière une personne peut accomplir une tâche. Inversement, les tests d’autres capacités cognitives tendent à évaluer dans quelle mesure, ou à quel niveau, une personne exécute une compétence (Lezak 1995). (Pour plus d’informations sur le fonctionnement exécutif et les effets de l’exposition prénatale à l’alcool sur ces compétences, voir l’article de ce numéro de Kodituwakkuand colleagues, pp. 192 198. )

Les enfants ayant une forte exposition prénatale à l’alcool (avec et sans SAF) ont démontré des déficiences dans les tâches de fonctionnement exécutif (Kodi tuwakku et al. 1995; Mattson et coll. 1999) . Fait important, dans ces études, les déficits de la fonction exécutive des enfants n’étaient pas liés à leur niveau intellectuel global. Cette conclusion est corroborée par une étude récente menée auprès d’adultes atteints de SAF ou d’EAF, qui a révélé que les déficits des sujets dans le fonctionnement exécutif étaient plus importants que ce qui aurait été prédit s’ils étaient liés aux scores globaux de QI (Connor et al. sous presse).
Des déficits dans le fonctionnement exécutif peuvent avoir des implications réelles pour les personnes exposées à l’alcool avant la naissance. Par exemple, les personnes ayant une forte exposition prénatale à l’alcool peuvent agir sans tenir compte au préalable des conséquences de leur comportement ou elles peuvent avoir des difficultés avec des activités nécessitant la résolution de problèmes ou la planification d’une séquence d’activités. Ces types de déficits peuvent expliquer pourquoi les enfants ayant une forte consommation d’alcool prénatal, même ceux dont le QI est moyen, ont des difficultés à réussir à l’école.

Déficits psychosociaux et comportements problématiques

Des études impliquant des rapports de parents et des entretiens ont suggéré que les enfants exposés à l’alcool, avec ou sans SAF, présentent non seulement des déficits cognitifs, mais présentent également un risque élevé de comportements problématiques pouvant interférer avec leur participation à la maison, à l’école et dans les environnements sociaux. Par exemple, ces enfants semblent présenter un risque accru de troubles psychiatriques, de problèmes avec la loi, d’abus d’alcool et d’autres drogues et d’autres comportements inadaptés (Streissguth et al. 1996) . De plus, ils sont plus susceptibles que les enfants non exposés à l’alcool d’être considérés comme hyperactifs, perturbateurs, impulsifs ou délinquants (Roebuck et al. 1999; Mattson et Riley 2000). De même, sur les mesures de la capacité d’adaptation et des compétences nécessaires pour effectuer des activités quotidiennes adaptées à l’âge, les adolescents et les adultes atteints de SAF présentent souvent de mauvaises aptitudes à la socialisation et à la communication. De plus, la majorité de ces adolescents et adultes présentent des comportements inadaptés importants (par exemple, impulsivité) et sont moins susceptibles de vivre de manière indépendante (Streissguth et al. 1991; Thomas et coll. 1998) . Il est à noter que ces problèmes surviennent chez les personnes exposées à l’alcool avant la naissance, qu’elles répondent ou non aux critères du SAF et se produisent dans une plus grande mesure que ne le prédisent le fonctionnement intellectuel général ou les facteurs démographiques de la personne.

Résultats d’études d’imagerie cérébrale

Les déficits neuropsychologiques et comportementaux décrits dans la section précédente représentent des manifestations réelles des effets de l’exposition prénatale à l’alcool. Bien que l’on pense que les déficits sur ces mesures fournissent des preuves de changements sous-jacents dans la structure ou la fonction du cerveau, ils ne représentent que des mesures indirectes de ces changements cérébraux. Les effets directs de l’alcool sur le développement du cerveau ont déjà été notés dans les premiers rapports sur le SAF (Jones et al. 1973), cependant, et des études d’autopsie de cerveaux de personnes atteintes de SAF ont noté de nombreuses anomalies cérébrales largement répandues. Étant donné que ces cas ne représentaient que les enfants les plus gravement touchés, il est problématique de généraliser les résultats à toutes les personnes vivant avec le SAF. Avec l’avènement de nombreuses techniques d’imagerie structurelle, telles que l’imagerie par résonance magnétique (IRM) et des techniques d’imagerie fonctionnelle, telles que l’électroencéphalographie (EEG), la tomographie par émission de positons (TEP) et la tomodensitométrie à émission unique de photons (SPECT), les chercheurs peuvent maintenant étudier le cerveau vivant d’enfants atteints d’alcool de manière relativement non invasive.

Imagerie cérébrale structurelle

Des études d’imagerie utilisant l’IRM ont révélé plusieurs différences entre le cerveau des personnes exposées à l’alcool et celles non exposées. Conformément à la petite taille caractéristique de la tête, qui est l’un des critères diagnostiques du SAF, les études d’imagerie montrent une diminution de la taille globale du cerveau des enfants atteints de SAF (Roebuck et al. 1998) . Pour déterminer si cette réduction de taille résulte d’effets globaux et diffus de l’alcool sur toutes les zones du cerveau ou est limitée à des régions spécifiques, les chercheurs ont évalué des structures spécifiques en proportion de la taille globale du cerveau. Cette approche peut déterminer si des réductions spécifiques et disproportionnées se produisent dans certaines zones du cerveau. Ces recherches se sont concentrées sur plusieurs zones du cerveau, y compris les ganglions de la base, le corps calleux, le cervelet et l’hippocampe (voir figure 1).

Figure1 : Zones cérébrales affectées par l’exposition prénatale à l’alcool.

Ganglions de la base. Les ganglions de la base sont un groupe d’amas de cellules nerveuses (c’est-à-dire des noyaux), y compris le noyau caudé, le putamen et le globus pallidus. Ils sont impliqués dans les capacités motrices et les fonctions cognitives, telles que les fonctions exécutives décrites précédemment. Des études IRM ont révélé que les ganglions de la base sont affectés par une forte exposition prénatale à l’alcool et que leur volume est réduit de manière disproportionnée chez les enfants atteints de SAF et de PEA. Un examen plus approfondi des composantes des ganglions de la base a révélé que les réductions ne sont pas uniformes et que le noyau caudé semble expliquer la majeure partie de la réduction de la taille des ganglions de la base (Mattson et al. 1996 a; Archibald et coll. 2001) .

Le noyau caudé est la partie des ganglions de la base impliquée dans les fonctions cognitives. Par exemple, des compétences telles que la capacité de passer d’une tâche à une autre, l’inhibition d’un comportement inapproprié et la mémoire spatiale, qui sont altérées chez les personnes exposées à l’alcool prénatal, ont été liées aux ganglions de la base dans d’autres populations, telles que les patients atteints de la maladie de Huntington (Mattson et al. 1996 a; Mattson et Riley 1999; Archibald et coll. 2001) . En conséquence, il est possible que les réductions du noyau caudé expliquent certains des déficits cognitifs observés chez les personnes exposées à l’alcool avant la naissance. Cette hypothèse est particulièrement attrayante car le noyau caudé possède également des connexions neuronales étendues aux lobes frontaux du cerveau, qui sont traditionnellement censés médier les fonctions cognitives et exécutives supérieures.

Corps calleux. Le corps calleux est un gros faisceau de fibres nerveuses reliant les deux hémisphères du cerveau, permettant ainsi aux côtés gauche et droit du cerveau de communiquer entre eux. Les anomalies du corps calleux ont été liées à des déficits d’attention, de fonctionnement intellectuel, de lecture, d’apprentissage, de mémoire verbale et de fonctionnement exécutif et psychosocial, qui sont tous altérés chez les personnes exposées à l’alcool. Les études IRM et les rapports d’autopsie suggèrent une vulnérabilité du corps calleux à l’exposition prénatale à l’alcool; de telles études ont révélé que les personnes atteintes de SAF présentent des anomalies allant d’un amincissement à une absence complète (c’est-à-dire une agénésie) du corps calleux (Roebuck et al. 1998) . Lorsque des régions spécifiques du corps calleux ont été analysées, les chercheurs ont constaté que la zone la plus à l’avant du genu et la zone la plus à l’arrière de l’isthme et du splénium étaient de taille disproportionnée (Riley et al. 1995) . De plus, le taux d’agénésie du corps calleux peut être plus élevé chez les personnes atteintes du SAF que dans tout autre trouble du développement (Jeret et Serur 1991; Riley et al. 1995) .

Récemment, des chercheurs ont analysé plus en détail la forme et l’emplacement du corps calleux des enfants du SAF et du PEA ainsi que des enfants témoins (Sowell et al. 2001) . L’étude a non seulement confirmé que la taille du corps calleux était réduite, en particulier dans le splénium, mais qu’il était également significativement déplacé dans l’espace tridimensionnel (voir figure 2). Après avoir égalisé tous les cerveaux pour la taille du cerveau et l’emplacement des autres structures situées le long de la ligne médiane du cerveau, l’emplacement moyen du corps calleux chez les enfants exposés à l’alcool a été comparé à l’emplacement moyen chez les enfants témoins. Cette analyse a révélé que le corps calleux chez les enfants exposés à l’alcool était déplacé par rapport aux enfants témoins, avec les plus grandes différences dans la zone de l’isthme et du splénium, tous deux situés à l’arrière du corps calleux. De plus, ce déplacement du corps calleux était fortement lié à la performance des enfants sur une tâche d’apprentissage verbal. En d’autres termes, les enfants plus déplacés présentaient des déficiences de performance plus importantes.

Figure 2 (En haut) Contours moyens du corps calleux (c’est-à-dire le faisceau de fibres nerveuses reliant les hémisphères droit et gauche du cerveau) chez les sujets exposés à l’alcool (ALC) et les sujets témoins non exposés à l’alcool. Le corps calleux est orienté de sorte que l’avant de la tête soit à droite et l’arrière de la tête à gauche. La figure montre que le corps calleux de l’ALC est déplacé dans l’espace tridimensionnel par rapport à celui des sujets témoins, le plus grand déplacement se produisant dans l’isthme et le splénium à l’arrière du corps calleux. (En bas) Une carte montrant le déplacement moyen en millimètres entre l’ALC et les sujets témoins. La zone plus foncée (voir flèche) indique un plus grand déplacement entre les deux groupes. Un déplacement plus important est associé à une plus grande altération des performances dans certaines tâches.
SOURCE: Figure gracieuseté du Dr Elizabeth Sowell.Cervelet. Une autre zone du cerveau affectée par l’exposition prénatale à l’alcool est le cervelet, qui est impliqué à la fois dans les compétences motrices et cognitives et est situé à la base du cerveau. Par exemple, les dommages au cervelet ont été impliqués dans des déficits d’apprentissage ainsi que dans l’équilibre et la coordination, qui sont tous altérés par l’exposition prénatale à l’alcool. Une étude récente a révélé que le volume global du cervelet était réduit de manière disproportionnée par rapport à la taille globale du cerveau chez les personnes atteintes du SAF par rapport aux sujets témoins (Archibald et al. 2001) . Ces résultats reproduisent partiellement les rapports antérieurs de réduction de la taille cérébelleuse chez les enfants du SAF et du PEA (Sowell et al. 1996) . En plus des réductions globales de la taille du cervelet, des études menées chez l’homme et l’animal suggèrent qu’une région spécifique du cervelet, la partie antérieure du vermis cérébelleux, est particulièrement affectée par l’exposition à l’alcool avant ou peu de temps après la naissance1 (Goodlett et al. 1990; Sowell et coll. 1996) (1Les études sur des animaux, principalement des rongeurs, ont été menées peu de temps après la naissance, période qui correspond au troisième trimestre de gestation chez l’homme en ce qui concerne le développement du cerveau).

Hippocampe. L’hippocampe est une structure située au plus profond du lobe temporal du cerveau et impliquée dans la mémoire. Bien que la fonction précise de l’hippocampe dans des aspects spécifiques de la mémoire soit controversée, elle joue probablement un rôle dans la consolidation des souvenirs. Par exemple, chez les adultes atteints de lésions pocampales de la hanche, l’effet le plus évident est une perte de la capacité de stocker de nouveaux souvenirs (c’est-à-dire une amnésie antérograde). Les études sur les animaux suggèrent depuis longtemps que cette zone est affectée par l’exposition prénatale à l’alcool (Berman et Hannigan, 2000). De plus, une étude IRM d’enfants atteints de SAF a documenté des asymétries de volume dans l’hippocampe, le volume absolu de l’hippocampe dans le lobe temporal gauche étant plus petit que celui de la zone correspondante dans le lobe temporal droit (Riikonen et al. 1999) . Bien que de telles différences existent également chez les adultes ayant une fonction neurologique normale, l’étendue de l’asymétrie était plus grande chez les enfants du SAF que chez les enfants témoins. Inversement, une autre étude a révélé que l’hippocampe était moins affecté que certaines autres régions du cerveau chez les enfants atteints du SAF (Archibald et al. 2001) . Dans cette étude, la réduction du volume de l’hippocampe était proportionnelle à la réduction de la taille globale du cerveau, alors que d’autres zones du cerveau présentaient des réductions de volume plus importantes.

Des études comportementales ont soutenu l’hypothèse selon laquelle l’hippocampe pourrait être affecté chez les enfants exposés à l’alcool prénatal. Par exemple, il a été rapporté que les personnes ayant une exposition prénatale à l’alcool présentaient des déficits de mémoire spatiale ainsi que d’autres fonctions de mémoire associées à l’hippocampe (Uecker et Nadel, 1996). Cependant, les déficits de mémoire chez les enfants exposés à l’alcool nécessitent une étude plus détaillée et doivent être intégrés aux informations sur l’intégrité de l’hippocampe. Ce problème souligne également une limitation de l’imagerie structurelle, à savoir que cette approche ne détermine que la taille d’une structure cérébrale particulière mais n’indique pas si la structure fonctionne correctement. Pour déterminer comment une zone cérébrale particulière fonctionne dans différentes conditions et si ces fonctions sont altérées par l’exposition prénatale à l’alcool, les chercheurs se tournent vers des approches d’imagerie cérébrale fonctionnelle, discutées dans la section suivante.

Imagerie cérébrale fonctionnelle

Les techniques d’imagerie fonctionnelle permettent aux chercheurs d’étudier le fonctionnement du cerveau, au repos ou lorsqu’une tâche leur est présentée. Étant donné que certaines techniques fonctionnelles sont plus invasives ou techniquement difficiles à mener avec des enfants, seul un petit nombre d’études utilisant ces techniques ont été menées chez des enfants atteints de SAF. La technique la plus couramment utilisée dans ces études est l’électroencéphalographie (EEG).

EEG. L’EEG mesure l’activité électrique spontanée du cerveau en enregistrant les signaux du cerveau avec des électrodes placées sur le cuir chevelu. Ces signaux peuvent être visualisés sous forme d’ondes avec des fréquences spécifiques, telles que les ondes alpha, bêta et thêta. Les premières études sur les nourrissons ont suggéré que l’EEG pourrait être une mesure sensible des changements dans la fonction cérébrale résultant de l’exposition prénatale à l’alcool (Ioffe et Chernick, 1990). Des études plus récentes sur des enfants et des adolescents atteints du SAF ont révélé qu’environ la moitié de ces sujets avaient des lectures d’EEG cliniquement suspectes (Kaneko et al. 1996 b). De plus, les sujets atteints de SAF présentaient des réductions de la puissance ou de la force des fréquences alpha, qui est le type d’activité prédominant lorsqu’une personne est détendue. Ces réductions ont été observées principalement dans l’hémisphère gauche et suggèrent une activité cérébrale immature.

En utilisant des techniques similaires, il est possible de mesurer la réponse électrique du cerveau à des stimuli sensoriels spécifiques (c’est-à-dire des potentiels liés aux événements). Ces potentiels liés aux événements peuvent être visualisés sous forme de pics dans certaines ondes cérébrales. L’un de ces pics est appelé P300, car il survient généralement environ 300 millisecondes après le stimulus; il semble refléter les aspects cognitifs du traitement de l’information. En utilisant des analyses EEG, les chercheurs ont découvert que les pics P300 se produisent avec un retard (c’est-à-dire avec une latence prolongée) dans une certaine région du cerveau, le cortex pariétal, chez les enfants atteints de SAF (Kaneko et al. 1996 a, b). Cette constatation suggère que les enfants atteints du SAF peuvent présenter des déficits dans le traitement de l’information. Ainsi, les mesures électrophysiologiques sont des outils puissants dans l’étude du SAF; des études futures les combinant avec la localisation de l’imagerie cérébrale pourraient fournir des informations supplémentaires sur le fonctionnement du cerveau.

ANIMAL DE COMPAGNIE. La technique TEP permet aux chercheurs de surveiller l’activité de régions cérébrales spécifiques en générant des images de processus métaboliques ou physiologiques, tels que le flux sanguin ou la dégradation des molécules de sucre, dans les tissus. Pour cette approche, on injecte au sujet de petites quantités de matière radioactive afin que l’activité cérébrale dans la région d’intérêt puisse être mesurée pendant que le sujet effectue une tâche. Ces tâches peuvent aller du simple, comme déplacer un doigt, au complexe, comme rappeler des informations. Une étude TEP a évalué l’activité cérébrale chez des adolescents et des adultes atteints de SAF qui ne présentaient aucun retard mental grave (c’est-à-dire qui fonctionnaient très bien). L’étude a révélé une activité métabolique réduite dans le noyau caudé et dans le thalamus lorsque les sujets étaient au repos (Clark et al. 2000) . Ces données fonctionnelles soutiennent les données structurelles, telles que la taille réduite du noyau caudé, suggérant que les régions cérébrales sous-corticales peuvent être particulièrement sensibles à l’insulte prénatale à l’alcool.

TEMP. La technique SPECT est similaire à la TEP, et bien qu’elle soit moins puissante, elle est plus couramment disponible. Cependant, une seule étude sur les enfants du SAF a utilisé cette technique. Dans cette étude, les chercheurs ont constaté que les enfants atteints de SAF présentaient une activité métabolique similaire dans les deux hémisphères du cerveau (Riikonen et al. 1999) . En revanche, les enfants en développement normal montrent une activité de repos plus importante dans l’hémisphère gauche que dans l’hémisphère droit. Ces résultats sont cohérents avec les résultats de l’EEG décrits ci-dessus et peuvent soutenir des déficits verbaux ou linguistiques chez les enfants atteints du SAF.

Imagerie par résonance Magnétique Fonctionnelle (IRMf). La technique fonctionnelle la plus récente utilisée pour étudier l’activité du cerveau vivant est l’IRMf. Son principal avantage est qu’il est moins invasif que le PET ou le SPECT car il n’implique pas d’injecter au sujet des substances radioactives; de plus, il est plus couramment disponible. Semblable à la TEP et à la SPECT, l’IRMF permet aux chercheurs de visualiser les rapports cérébraux d’études sur l’IRMf chez des personnes exposées à l’alcool prénatal; cependant, de telles études sont actuellement en cours. Un rapport préliminaire a décrit une étude IRMf de la mémoire de travail utilisant des informations conservées en mémoire pendant une courte période chez quatre adultes atteints de SAF ou d’EAF (Connor et Mahurin, 2001). L’étude a révélé une activation dans une zone appelée cortex préfrontal dorsolatéral chez les sujets FAS mais pas chez les sujets témoins. On pense que cette zone joue un rôle dans les fonctions cognitives supérieures, telles que les fonctions exécutives décrites ci-dessus. Ce résultat suggère que la tâche de mémoire de travail était plus difficile pour les sujets exposés à l’alcool et nécessitait une plus grande implication de cette région du lobe frontal par rapport aux sujets témoins.

Nouvelles techniques d’analyse d’images

En plus des améliorations apportées aux techniques d’imagerie cérébrale, de nouvelles façons d’analyser les données obtenues grâce à ces techniques fournissent aux scientifiques des informations sur les effets néfastes de l’exposition prénatale à l’alcool. L’une de ces techniques s’appelle la cartographie cérébrale. Il utilise une analyse IRM structurelle mais fournit une meilleure visualisation de toutes les structures cérébrales. En conséquence, les chercheurs peuvent étudier tout le cerveau à la fois, plutôt que de se concentrer sur des régions cérébrales spécifiques, et peuvent donc localiser les anomalies cérébrales plus facilement qu’avec les techniques précédentes.

Sowell et ses collègues (2001 b) ont utilisé la technique de cartographie cérébrale pour analyser et comparer des images cérébrales de personnes atteintes de SAF ou de PEA et de sujets témoins non exposés à l’alcool. Conformément aux résultats d’Archibald et de ses collègues (2001), l’étude a détecté des réductions disproportionnées de la substance blanche du cerveau, qui contient les extensions des cellules nerveuses (c’est-à-dire les axones) qui relient les cellules nerveuses entre elles. Inversement, la matière grise du cerveau, qui contient les corps des cellules nerveuses, a montré des réductions moins importantes. De plus, le lobe pariétal, qui est impliqué dans le traitement visuel-spatial et dans l’intégration de l’information sensorielle, semblait particulièrement sensible aux effets de l’alcool. Ainsi, une fois la taille globale du cerveau prise en compte, le volume (Archibald et al. 2001) et la densité (Sowell et al. 2001 b) de substance blanche dans cette région ont été considérablement réduites (voir figure 3). Inversement, la densité de matière grise dans le cortex pariétal a été significativement augmentée (Sowell et al. 2001 b). Ces résultats apportent un soutien supplémentaire à la suggestion que l’effet de l’alcool sur le cerveau en développement n’est pas de nature globale, mais affecte plutôt des régions spécifiques du cerveau de manière sélective.

Figure 3 Modifications de la densité des tissus cérébraux chez les enfants ayant une forte exposition prénatale à l’alcool
. Un cerveau représentatif est représenté avec l’arrière du cerveau face à la droite du lecteur. Des études de cartographie cérébrale ont détecté des zones de densité
accrue de matière grise (indiquées en jaune à gauche) ainsi que des zones de densité
réduite de matière blanche (indiquées en rouge à droite) dans le lobe pariétal.
SOURCE: Figure gracieuseté du Dr Elizabeth Sowell.