Le développement du cerveau

État des recherches en neurosciences

Une étude récente publiée dans Nature Communications propose une vision différente. En analysant chez près de 4 000 personnes l’organisation des connexions cérébrales selon l’âge, des chercheurs montrent que le cerveau traverse 5 grandes phases, séparées par 4 périodes de transition :

Cette découverte est particulièrement novatrice puisque c’est la première fois qu’une telle étude est réalisée ; elle pourrait donc renouveler notre compréhension du développement cérébral, du vieillissement ainsi que des maladies neurologiques et psychiatriques.

Traditionnellement, le développement du cerveau est décrit comme un processus progressif : une phase de maturation durant l’enfance et l’adolescence, suivie d’une relative stabilité à l’âge adulte, puis d’un déclin lié au vieillissement. Les résultats de cette étude nuancent cette vision.  Les chercheurs montrent pour la première fois que l’évolution du cerveau ne semble pas suivre une trajectoire continue, mais s’organise en plusieurs phases distinctes, séparées par des périodes de réorganisation plus marquées.

Pour parvenir à ces conclusions, les scientifiques ont étudié le cerveau à l’échelle de ses connexions. L’ensemble de ces connexions forment ce que l’on appelle le connectome. Grâce à une technique d’imagerie, appelée imagerie par diffusion, ils ont reconstruit les réseaux des fibres de matière blanche, ou autrement dit l’ensemble des prolongements des neurones ou axones, permettant la communication entre les différentes régions cérébrales. Ils ont ensuite analysé plusieurs propriétés globales de ces réseaux.

En effet, nos comportements, nos actions, nos pensées ne dépendent pas uniquement de zones spécifiques du cerveau mais aussi de l’organisation des connexions entre neurones. Celles-ci se réorganisent au cours de la vie et permettent de nous adapter à notre environnement.

L’analyse, faite sur des personnes âgées de 0 à 90 ans met en évidence cinq grandes phases dans l’organisation du cerveau, où son organisation est relativement stable. Ces phases sont séparées par des transitions autour de 9 ans, 32 ans, 66 ans et 83 ans et sont associées à des réorganisations plus importantes du réseau.
Chaque phase identifiée correspond à une manière spécifique dont le cerveau organise ses connexions :

• Durant l’enfance, entre 0 et 9 ans, les réseaux cérébraux sont encore en construction, avec une organisation plutôt locale et spécialisée.
• Entre 9 et 32 ans, les connexions à longue distance se renforcent progressivement, permettant une meilleure intégration de l’information à l’échelle du cerveau.
• À environ 32 ans le cerveau atteint son pic d’efficacité maximale et correspond à une optimisation des échanges entre régions cérébrales. À l’âge adulte, l’organisation du réseau atteint un équilibre relativement stable entre spécialisation et communication globale.
• À partir d’environ 66 ans, des modifications apparaissent dans cette organisation, avec une diminution progressive de l’efficacité des connexions.
• Vers 83 ans, le réseau cérébral devient plus fragmenté, traduisant une perte de coordination entre certaines régions.

Ces résultats suggèrent que le cerveau évolue par changements successifs de configuration, plutôt que par une transformation progressive et uniforme.

Le cerveau met plus de temps à se développer qu’on ne le pensait : ses réseaux continuent de s’organiser et de s’optimiser jusqu’à 32 ans. Cela ne veut pas dire qu’il est immature jusqu’à cet âge, mais plutôt que la maturation cérébrale est plus longue que prévue. L’étude a également permis de mettre en lumière plusieurs moments clés de la vie où le cerveau subit des réorganisations importantes, périodes de plus grande plasticité, mais également de vulnérabilité notamment vis-à-vis de l’émergence de certains troubles neurodéveloppementaux, psychiatriques ou liés au vieillissement. Ces hypothèses restent à explorer, mais elles ouvrent de nouvelles pistes à la compréhension de ces périodes clefs au cours de la vie.

Tractographie du cerveau adolescent 
University of Cambridge, Scientists identify five ages of the human brain over a lifetime

Cette étude illustre une évolution importante des neurosciences. Plutôt que d’analyser uniquement des régions isolées, les chercheurs s’intéressent aux interactions entre ces régions et suivent leur évolution au cours du temps.
Ces travaux pourraient avoir des implications importantes pour les maladies neurologiques, psychiatriques et neurodéveloppementales. En identifiant des phases clés de réorganisation du cerveau, ils pourraient contribuer à mieux cibler les périodes d’intervention, améliorer les stratégies de prévention et affiner les approches thérapeutiques.

SOURCES :
Mousley, A., Bethlehem, R.A.I., Yeh, FC. 
al. Topological turning points across the human lifespan. Nat Commun 16, 10055 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-65974-8