À la recherche de l’origine neuronale des premiers pas d’un tout-petit
Les humains marchent depuis des millions d’années. Pourtant, on ignore encore comment se déclenche exactement ce processus. Les enfants ont l’instinct de marcher dès leur naissance, et même avant. Ce «réflexe de marche» est inscrit dans nos circuits neuronaux: si vous tenez un nouveau-né sous les aisselles, il essaiera instinctivement d’avancer. Vers l’âge d’un an, les enfants dont le développement se déroule normalement sont capables de se déplacer seuls. «Ce moment déclenche des changements fondamentaux dans le développement», explique Nadia Dominici, professeure agrégée à la Faculty of Behavioural and Movement Sciences de l’Université libre d’Amsterdam. «En réalité, le fait de ne pas avoir atteint ce jalon à l’âge de 18-20 mois peut indiquer un retard de développement», ajoute-t-elle. Le projet Learn2Walk, financé par le Conseil européen de la recherche, a étudié les différences de développement en matière de marche entre des enfants sans problème d’évolution et d’autres atteints de paralysie cérébrale, en s’intéressant notamment à l’interaction entre le cerveau et les muscles. «Grâce au travail fantastique de l’équipe et de mes collaborateurs, nous avons pu collecter un ensemble de données considérable dans un cadre expérimental complexe», explique Nadia Dominici.
Étudier les liens entre le cerveau et le corps
Au cours de ses précédentes recherches, Nadia Dominici a montré que l’activation musculaire coordonnée lors des premiers pas des nouveau-nés peut être décrite par deux modèles d’activation de base. Le premier, les «synergies congénitales», repose sur des schémas qui seront conservés tout au long du développement. Puis, viennent se superposer deux nouveaux modèles, les «synergies supplémentaires», qui apparaissent lorsque les tout-petits apprennent à marcher. «Nous voulions démontrer que les nouveaux schémas qui deviennent visibles chez les tout-petits marchant de manière autonome sont complétés par une activité cérébrale émergente», explique Nadia Dominici. La chercheuse a émis l’hypothèse que cette activité cérébrale émergente se produit au début de la marche indépendante, lors d’une transition de phase. Au cours de cette période, une fois qu’un certain «point critique» a été dépassé, le cerveau passe à un nouvel état stable.
Essais sur le développement de la marche chez les tout-petits
Pour approfondir leur connaissance de ces liens, Nadia Dominici et son équipe ont mené une série d’essais, qui consistaient à suivre le développement de la marche chez deux groupes de tout-petits, l’un composé d’enfants au développement typique et l’autre d’enfants atteints de paralysie cérébrale. Ils ont surveillé leur activité musculaire et cérébrale au cours des phases de marche et se sont appuyés sur une technologie de capture du mouvement pour modéliser la cinématique de ces nourrissons. «Les parents et leur bébé se sont rendus dans nos laboratoires à de multiples reprises, des quelques mois de l’enfant jusqu’à ses 24-32 mois», note Nadia Dominici, soulignant que l’implication des parents était fondamentale pour le projet. La «session des premiers pas» était un moment d’enregistrement capital. Tout au long du projet, l’équipe est restée en contact avec les parents pour essayer de suivre le développement de leur bébé à mesure qu’il se rapprochait de ce moment décisif. «Il s’agissait d’enregistrements complexes», explique Nadia Dominici, mais: «À chaque fois, c’était un bébé souriant qui quittait le laboratoire.»
Potentiel de rééducation avant l’âge de deux ans
L’équipe a découvert que la synchronisation du cerveau avec les «synergies» supplémentaires, les modèles, était cruciale pour l’émergence de la marche indépendante, et que, au début du développement de leurs mouvements, les tout-petits atteints de paralysie cérébrale avaient besoin de moins de synergies que les enfants présentant un développement typique. «Ainsi, la fenêtre critique du développement pourrait se situer avant l’âge de deux ans, lorsque le cerveau est hautement plastique et que le tractus corticospinal est encore en cours de maturation», ajoute Nadia Dominici. «Les techniques de rééducation susceptibles de stimuler ou d’augmenter ces synchronisations dès le plus jeune âge pourraient faire l’objet d’une nouvelle stratégie afin de promouvoir une marche autonome, fonctionnelle et efficace chez les enfants atteints de paralysie cérébrale», explique-t-elle.
Mots‑clés
Learn2Walk, marche, tout-petit, cerveau, plastique, cérébral, paralysie, développement
