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Le lien entre la capacité cognitive et la structure du cerveau

Des recherches montrent comment les compétences cognitives influencent la santé du cerveau à travers les étapes de la vie.

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Les gens avec des compétences de pensée plus développées ont tendance à avoir une meilleure santé et une meilleure qualité de vie. Ces différences dans les compétences de pensée viennent d'un mélange de génétique et de l'environnement.

Influence de la génétique

Des recherches sur des familles et des jumeaux montrent que la génétique joue un grand rôle dans la détermination de la capacité cognitive, avec des estimations de l'héritabilité entre 50 et 80%. L'impact de la génétique sur les Compétences cognitives augmente souvent de l'enfance à l'âge adulte. Une grande étude génétique impliquant près d'un quart de million de participants a identifié 187 marqueurs Génétiques spécifiques liés à la capacité cognitive, principalement mesurée à travers divers tests. Beaucoup de ces marqueurs génétiques se trouvent dans des gènes liés aux connexions cérébrales et au développement du système nerveux.

Structure du cerveau et capacité cognitive

Des études utilisant des techniques d'imagerie cérébrale soutiennent l'idée que les différences dans notre façon de penser sont liées à la structure et à la fonction de certaines zones du cerveau. La théorie de l'intégration parieto-frontale (modèle P-FIT) suggère qu'un réseau de régions cérébrales joue un rôle clé dans la performance cognitive. Des mises à jour de ce modèle incluent maintenant des zones cérébrales supplémentaires qui contribuent également aux compétences cognitives.

Des recherches indiquent que la relation entre les compétences cognitives et la Structure cérébrale peut changer avec l'âge. Par exemple, chez les enfants, de plus grandes zones du cerveau responsables de la planification et de la prise de décision sont associées à de meilleures compétences cognitives. Chez les adolescents, des régions cérébrales spécifiques liées au raisonnement et à la pensée complexe montrent des connexions plus fortes avec la capacité cognitive. Alors que les compétences cognitives sont corrélées à la superficie totale du cerveau chez les jeunes, il y a moins de preuves reliant ces compétences à l'épaisseur des régions cérébrales à mesure que les enfants grandissent.

La relation entre la capacité cognitive et la structure cérébrale change probablement tout au long de la vie. Certaines études suggèrent que les connexions observées pourraient ne pas impliquer que l'une cause des changements dans l'autre. Des méthodes avancées peuvent aider à déterminer si les compétences cognitives influencent la structure cérébrale, ou vice versa. Ces méthodes peuvent également identifier les moments importants où des interventions pourraient être les plus efficaces.

Étudier les changements cérébraux

Les chercheurs ont utilisé des techniques avancées pour analyser 1) si la capacité cognitive affecte des structures cérébrales spécifiques, 2) si ces effets changent avec le temps, et 3) si la structure du cerveau a un impact sur la capacité cognitive. Ils ont examiné des données génétiques et des mesures de structure cérébrale dans cinq groupes d'âge différents, en se concentrant sur la relation entre les compétences cognitives et les changements de forme et de taille du cerveau.

Ils ont recherché des différences d'épaisseur cérébrale, de surface et de volume des structures internes en relation avec les Capacités cognitives à différents stades de la vie. Les résultats ont indiqué que la capacité cognitive est liée à diverses mesures cérébrales. Après avoir corrigé les faux positifs dans leurs résultats, ils ont trouvé des connexions entre les capacités cognitives et 13 mesures cérébrales différentes, suggérant une relation significative.

Résultats spécifiques sur l'épaisseur cérébrale et la capacité cognitive

Dans l'enfance, une meilleure capacité cognitive était associée à des zones plus épaisses dans le cerveau liées à la perception tactile. Au début de l'âge adulte, certaines zones comme le cortex pariétal supérieur ont montré une diminution de l'épaisseur liée à de meilleures compétences cognitives. Fait intéressant, des compétences de pensée plus avancées étaient également liées à une augmentation de l'épaisseur dans certaines régions temporales. À mesure que les gens vieillissent, des résultats ont suggéré qu'une plus grande capacité cognitive pourrait être liée à des zones plus fines dans certaines régions cérébrales, tout en étant également liée à des zones plus épaisses dans d'autres.

Dans l'enfance, de meilleures compétences cognitives étaient connectées avec des volumes plus importants dans certaines structures cérébrales, comme le noyau accumbens et l'hippocampe. Plus tard dans la vie, certaines zones sous-corticales comme le tronc cérébral ont également montré des changements liés aux capacités cognitives. Globalement, de meilleures compétences cognitives ont affecté le volume total des structures cérébrales tout au long de la vie.

Lien entre capacité cognitive et compétences cognitives

La recherche visait à reproduire les résultats en utilisant une grande base de données mondiale, en examinant de près les régions cérébrales affectées par les capacités cognitives. Ils ont confirmé de nombreuses observations précédentes, telles que des liens entre les compétences cognitives et les changements dans des mesures de structures cérébrales spécifiques à travers les groupes d'âge, fournissant des preuves supplémentaires de ces connexions.

Effets de la structure cérébrale sur les compétences cognitives

L'étude a également inversé la question : comment la structure cérébrale affecte-t-elle la capacité cognitive ? Ils ont découvert que des zones plus épaisses dans le cortex cingulaire postérieur étaient liées à des scores cognitifs plus élevés, tandis que certaines zones comme le pôle temporal montraient un lien négatif. De plus grandes surfaces dans des zones cérébrales spécifiques, comme le cortex frontal moyen caudal, étaient également associées à une meilleure capacité cognitive.

Liens plus forts avec les structures sous-corticales

Les structures sous-corticales, comme le thalamus et le caudé, montraient une relation plus forte avec les compétences cognitives par rapport à la surface dans le cortex. Des volumes plus importants dans ces zones étaient alignés avec de meilleures performances cognitives. Cela souligne l'importance de ces structures internes pour comprendre la capacité cognitive.

Impact global des compétences cognitives et de la Santé cérébrale

Les résultats suggèrent que la capacité cognitive a un impact constant et significatif sur la structure cérébrale à travers divers stades de la vie. Une capacité cognitive plus élevée semble être corrélée à une plus grande taille des structures cérébrales, ce qui pourrait aider à maintenir la santé cérébrale en vieillissant. Des concepts comme la "réserve cérébrale" et "l'entretien cérébral" expliquent comment un cerveau plus grand peut résister aux effets du vieillissement et au déclin cognitif.

Ce que signifient ces résultats

L'étude suggère que de meilleures compétences cognitives peuvent entraîner des changements dans la structure du cerveau, en particulier pendant la jeunesse. Ces différences structurelles peuvent établir un socle pour une meilleure santé cognitive dans les années suivantes. Les résultats plaident pour investir dans des moyens d'améliorer les capacités cognitives chez les jeunes, car cela pourrait mener à de meilleurs résultats de santé cérébrale tout au long de la vie.

Prochaines étapes en recherche

Cette étude souligne la relation entre les compétences cognitives et la structure cérébrale mais montre que la recherche doit continuer dans ce domaine. Les futures études devraient intégrer des résultats provenant de différents domaines de recherche et utiliser de nouvelles technologies pour fournir une image plus complète de la façon dont les capacités cognitives et la structure cérébrale s'interrelient.

Conclusion

En résumé, la capacité cognitive a des effets significatifs sur la structure cérébrale tout au long de la vie, et la nature de cette relation est complexe et multifacette. Mieux comprendre ce lien pourrait mener à des idées sur comment on pourrait améliorer les compétences cognitives et la santé cérébrale sur le long terme.

L'interaction entre les capacités cognitives et la structure cérébrale est essentielle pour mieux comprendre la santé humaine et le développement.

Source originale

Titre: The bidirectional effects between cognitive ability and brain morphology: A life course Mendelian randomization analysis

Résumé: IntroductionLittle is understood about the dynamic interplay between brain morphology and cognitive ability across the life course. Additionally, most existing research has focused on global morphology measures such as estimated total intracranial volume, mean thickness, and total surface area. MethodsMendelian randomization was used to estimate the bidirectional effects between cognitive ability, global and regional measures of cortical thickness and surface area, estimated total intracranial volume, total white matter, and the volume of subcortical structures (N=37,864). Analyses were stratified for developmental periods (childhood, early adulthood, mid-to-late adulthood; age range: 8-81 years). ResultsThe earliest effects were observed in childhood and early adulthood in the frontoparietal lobes. A bidirectional relationship was identified between higher cognitive ability, larger estimated total intracranial volume (childhood, mid-to-late adulthood) and total surface area (all life stages). A thicker posterior cingulate cortex and a larger surface area in the caudal middle frontal cortex and temporal pole were associated with greater cognitive ability. Contrary, a thicker temporal pole was associated with lower cognitive ability. DiscussionStable effects of cognitive ability on brain morphology across the life course suggests that childhood is potentially an important window for intervention.

Auteurs: Roxanna Korologou Linden, I. K. Schuurmans, C. A. M. Cecil, T. White, T. Banaschewski, A. L. W. Bokde, S. Desrivieres, A. Grigis, H. Garavan, P. Gowland, A. Heinz, R. Bruhl, J.-L. Martinot, M.-L. P. Martinot, E. Artiges, F. Nees, D. Papadopoulos Orfanos, T. Paus, L. Poustka, N. Holz, J. Frohner, M. Smolka, H. Walter, J. Winterer, R. Whelan, G. Schumann, L. D. Howe, Y. Ben-Shlomo, N. M. Davies, E. L. Anderson

Dernière mise à jour: 2023-11-17 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.11.17.23297145

Source PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.11.17.23297145.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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