article issu de : http://www.nationalgeographic.fr/21138-le-secret-du-cerveau-des-bebes/

Les secrets du cerveau des bébés

 

 

Le cerveau d’un enfant se développe beaucoup mieux avec de l’affection. Mais cela ne suffit pas. Dernières découvertes en direct des neurosciences.

 

Au sommaire : 

 

1. L’importance d’un soutien émotionnel fort

2. Des capacités cognitives encore peu explorées

3. L’apprentissage miraculeux du langage 

4. Parlez à vos enfants !

5. L’extraordinaire malléabilité du cerveau des enfants

6. Parents, gérez votre stress !

 

 

 

>> L’IMPORTANCE D’UN SOUTIEN ÉMOTIONNEL FORT

 

Fin des années 1980 : l’épidémie de crack – de la cocaïne trafiquée – ravage les villes des États-Unis. Pédiatre néonatalogiste à Philadelphie, Hallam Hurt s’inquiète des dégâts chez les enfants nés de mères toxicomanes. Avec ses collègues, elle étudie des enfants de 4 ans issus de familles à bas revenus ayant été exposés ou non à la drogue. Mais elle ne décèle pas de différence significative. En revanche, les QI des enfants sont très inférieurs à la moyenne dans les deux groupes – 82 ou 83, contre 100 en moyenne, se rappelle Hurt. « C’était très déroutant. »

 

Les chercheurs se focalisent alors sur ce qui rapproche les enfants des deux groupes plutôt que sur leurs différences : avoir été élevés dans la pauvreté. Ils se rendent dans les familles, posent des questions aux parents : avez-vous au moins dix livres pour enfants ? Un lecteur de CD pour écouter des chansons ? Des jouets pour apprendre les nombres ? Ils notent si les parents parlent aux bambins sur un ton affectueux, prennent du temps pour répondre à leurs questions, se montrent affectueux…

 

L’enquête montre que les enfants recevant davantage d’attention et d’encouragements à la maison ont en général un QI plus élevé. Les plus stimulés sur le plan cognitif sont meilleurs dans les activités liées au langage, et ceux encouragés le plus chaudement réussissent mieux dans les activités liées à la mémoire.

 

Des années plus tard, quand ces enfants arrivent à l’adolescence, on leur fait passer des IRM du cerveau. Les données recueillies sont confrontées à ce que l’on sait de l’attention et de l’affection dont les enfants ont bénéficié à 4 ans et à 8 ans. Une forte corrélation apparaît entre des soins soutenus à l’âge de 4 ans et la taille de l’hippocampe (la partie du cerveau associée à la mémoire). Mais aucun lien ne ressort entre les soins reçus à 8 ans et cette région du cerveau. Ce qui démontre à quel point un environnement offrant un soutien émotionnel fort est crucial à un très jeune âge.

 

 

>> DES CAPACITÉS COGNITIVES ENCORE PEU EXPLORÉES

 

Publiés en 2010, ces résultats ont été parmi les premiers à prouver que les expériences de l’enfance façonnent la structure du cerveau en développement. Depuis, d’autres études ont établi un lien entre le statut socio-économique d’un bébé et la croissance du cerveau. Celui-ci jouit dès le départ de capacités prodigieuses, mais son développement dépend très largement des stimuli de son environnement.

 

En scrutant le cerveau avec de nouveaux outils d’imagerie, les scientifiques sont en passe de saisir comment un enfant, qui voit à peine à la naissance, devient capable de parler, de monter sur un tricycle, etc. Plus nous en apprenons sur la façon dont les enfants acquièrent leur aptitude au langage, au calcul et à l’intelligence émotionnelle pendant cette période, plus nous réalisons que le cerveau du bébé est une incroyable machine à apprendre.

 

Qu’un agrégat de cellules devienne un être tétant le sein de sa mère semble un véritable miracle, tout autant que la transformation de cet enfant tanguant sur ses jambes en un bambin capable de marcher et de parler – et de négocier son heure de coucher. Ce prodige, je l’ai vu se produire alors même que je réalisais mes recherches pour cet article. Ma fille, un nourrisson agité n’utilisant qu’un unique cri perçant pour signaler sa faim, est devenue une effrontée de 3 ans exigeant ses lunettes de soleil dès qu’elle sort de la maison. La dextérité avec laquelle le cerveau d’un bébé parvient à appréhender le monde m’a de plus en plus stupéfié.

 

Tout parent connaît bien ces étapes. À 2 ans, par exemple, ma fille en savait assez pour réaliser qu’elle n’avait plus besoin de me tenir la main en marchant sur le trottoir ; elle ne me tendait sa main que pour traverser la rue. Comment les bébés font-ils de si gigantesques progrès ? Malgré l’expérience accumulée pendant des millénaires, nous n’en savons pas grand-chose.

 

L’incroyable rapidité du développement lors des premières années coïncide avec la formation d’un vaste écheveau de circuits neuraux. Le cerveau compte près de 100 milliards de neurones à la naissance – soit autant qu’à l’âge adulte. À mesure que le bébé grandit et reçoit un flux constant de données sensorielles, les neurones se raccordent à d’autres neurones. Il en résulte plusieurs centaines de milliers de milliards de connexions à l’âge de 3 ans. Divers stimuli et tâches (comme écouter une berceuse, attraper un jouet…) aident à créer de nouveaux réseaux entre neurones.

 

Ces circuits se renforcent quand on les active de façon répétée. Des gaines enveloppent les fibres nerveuses. Faites de myéline, un matériau protecteur, elles s’épaississent le long des parcours souvent utilisés, aidant les impulsions électriques à voyager plus vite. Mais, sur les circuits peu sollicités, les connexions se rompent – c’est l’« élagage synaptique ». Entre 1 et 5 ans, puis au début de l’adolescence, le cerveau passe par des cycles de croissance et d’optimisation. La sélection des circuits appelés à durer repose notamment sur leur utilisation

 

 

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>> L’APPRENTISSAGE MIRACULEUX DU LANGAGE

 

Le développement de l’aptitude au langage fournit l’exemple le plus frappant de la façon dont l’inné et l’acquis se combinent pour façonner le cerveau. Qu’est-ce qui est en place dès la naissance, et comment les bébés acquièrent-ils le reste ? Je rends visite à Judit Gervain, spécialiste en neurosciences cognitives à l’université Paris Descartes. Elle étudie depuis une décennie les facultés linguistiques des enfants âgés de quelques jours à 3 ou 4 ans.

 

Nous nous rencontrons à l’hôpital Robert- Debré, à Paris, où elle met au point une expérience sur les nouveau-nés. Je suis Judit Gervain dans une salle située au fond du hall d’entrée de la maternité. Le premier patient de la matinée est amené sur un brancard, emmailloté dans une couverture, suivi de son papa. Un assistant installe sur le cuir chevelu de l’enfant une calotte hérissée de capteurs en forme de boutons. Le but est d’obtenir des images du cerveau du bébé pendant qu’on lui fera écouter diverses séquences sonores telles que « nou-ja-ga ». Mais, avant même le début des observations, le bébé émet une série de cris perçants, pour bien signifier qu’il ne se laissera pas faire. L’assistant retire la calotte, et le père prend l’enfant dans ses bras.

 

Après leur départ, Judit Gervain, elle-même devenue mère quelques mois plus tôt, me confie que de tels échecs sont assez fréquents. Un autre nouveau-né, également accompagné par son père, est introduit dans la pièce. L’assistant suit le même protocole et, cette fois, l’observation se déroule sans encombre. Le bébé dort pendant toute la durée de l’expérience.

 

La chercheuse et son équipe ont mis au point une procédure similaire pour étudier la capacité des nouveau-nés à différencier des séries de sons. Grâce à la spectroscopie proche infrarouge, ils ont pris des images du cerveau de bébés aux- quels ils faisaient écouter des séquences. Dans certaines, les sons se répétaient selon le schéma ABB (par exemple, « mou-ba-ba ») ; dans d’autres, selon le schéma ABC (« mou-ba-dji »).

 

Cette étude a montré que les régions du cerveau responsables de la parole et du traitement des sons sont plus réceptives aux séquences de type ABB. Dans une étude ultérieure, l’équipe a constaté que le cerveau du nouveau-né était également capable de distinguer entre des séquences de type AAB et ABB. Ces découvertes enthousiasment Judit Gervain. L’ordre des sons est en effet le socle sur lequel se fondent les mots et la grammaire. « Les données de position sont la clé du langage. Le fait qu’un mot soit au début ou à la fin d’une phrase change tout. “Jean a tué l’ours” est très différent de : “L’ours a tué Jean.” »

 

Le cerveau d’un bébé répond dès le premier jour à une séquence dans laquelle les sons sont disposés de façon particulière. Cela suggère que les algorithmes fondant l’apprentissage du langage font partie du schéma neural dont sont dotés les enfants dès la naissance. « Nous avons longtemps eu cette conception linéaire de l’apprentissage : les bébés apprennent d’abord les sons, puis ils comprennent les mots, puis les groupes de mots. Mais, souligne Judit Gervain, de récentes études ont montré que presque tout commence à se développer depuis le début. Les bébés se mettent à apprendre les règles grammaticales dès le départ. »

 

Des preuves de cette compréhension précoce sont venues d’une expérience sur des bébés de 4 mois exposés à un langage qui ne leur était pas familier, à l’Institut Max-Planck de neurologie et des sciences cognitives, à Leipzig. L’équipe de la neuropsychologue Angela Friederici a fait écouter aux enfants une série de phrases en italien présentant deux types de construction : « Le frère sait chanter » et « La sœur chante ». Puis, au bout de trois minutes, on leur a fait écouter une autre série de phrases en italien, dont certaines étaient grammaticalement incorrectes (« Le frère est chanté », « La sœur peut chante »).

 

Lors de cette phase, l’activité cérébrale des bébés était mesurée par de minuscules électrodes plantées dans leur cuir chevelu. Pendant la première série de tests, les cerveaux réagissaient de la même façon aux phrases correctes et incorrectes. Mais, après plusieurs séries de tests, la zone concernée s’activait de façon très différente quand les bébés entendaient des constructions erronées. En un quart d’heure à peine, les bébés semblaient avoir saisi ce qui était correct. « D’une manière ou d’une autre, ils doivent l’avoir appris, même s’ils ne comprennent pas la signi­ fication des phrases, m’explique Friederici. À ce stade, ce n’est pas de la syntaxe. On ne peut parler que de régularité phonologique encodée. »

 

Les chercheurs ont montré que des enfants de 2 ans et demi peuvent corriger des fautes de grammaire commises par des poupées. À 3 ans, la plupart semblent maîtriser un nombre consi­dérable de règles grammaticales. Leur vocabu­laire s’enrichit très vite. Et ce, grâce aux nouvelles connexions qui s’établissent entre les neurones, permettant le traitement du langage à de mul­ tiples niveaux : son, signification, syntaxe. Reste aux scientifiques à déterminer préci­sément comment le cerveau du bébé évolue vers la maîtrise du langage. Ce qui est sûr, selon les mots d’Angela Friederici, c’est que « le matériel de base ne suffit pas. Il faut aussi l’alimenter. »

 

Lors de mon voyage vers Leipzig, mon atten­tion avait été attirée par une mère et son jeune fils, à l’aéroport de Munich. Ils étaient en pleine conversation, dans le bus menant vers l’avion. « Que vois­-tu là-­bas ?, demandait la mère. — Je vois plein d’avions ! », s’exclamait l’enfant, qui ne tenait pas en place sur son siège. Assis une rangée devant moi pendant le vol, ils ont poursuivi leurs échanges avec une éner­gie inlassable. La femme a lu à l’enfant plusieurs livres d’images d’affilée ; elle s’arrêtait à chaque question du petit garçon, dont l’enthousiasme semblait sans limites. À l’atterrissage, j’ai appris que la maman, Merle Fairhurst, était une neu­ roscientifique cognitive étudiant le développe­ment de l’enfant et la cognition sociale.

 

 

>> PARLEZ À VOS ENFANTS !

 

C’est une découverte surprenante qu’ont réalisée voilà plus de vingt ans Todd Risley et Betty Hart, pédopsychologues à l’université du Kansas à Lawrence. Ils ont enregistré des centaines d’heures d’interactions entre enfants et adultes de quarante ­deux familles issues de tous les milieux socio­économiques. Les enfants ont été suivis de leurs 9 mois à leurs 3 ans. L’étude des transcriptions a montré que, dans les familles aisées (dont les parents avaient le plus souvent suivi des études supérieures), 2 153 mots par heure en moyenne étaient adres­ sés aux enfants, contre 616 mots aux enfants de familles bénéficiant d’aides sociales. Soit un défi­cit cumulé de 30 millions de mots à l’âge de 4 ans.

 

Les parents des foyers modestes avaient ten­dance à émettre des commentaires plus courts et superficiels – « Arrête ça », « Descends ». Les parents plus aisés entretenaient des conversa­tions plus prolongées et diversifiées avec leurs enfants, encourageant le développement de la mémoire et de l’imagination. Or les chercheurs ont observé que la quantité de conversation entre parents et enfants avait une grande importance. Les enfants à qui l’on parlait le plus obtenaient des résultats plus élevés aux tests de QI à l’âge de 3 ans. Et ils réus­sissaient mieux à l’école vers 10 ans.

 

 

 

 

 

Alors, suffit-il d’exposer les enfants à un plus grand nombre de mots ? A priori, cela pourrait constituer une solution assez simple. Mais le langage fourni par la télévision, les livres audio, l’Internet ou les smartphones – que ce soit dans un but pédagogique ou non – ne semble pas faire l’affaire. C’est ce qu’une équipe dirigée par Patricia Kuhl, neuroscientifique à l’univer­sité de l’État de Washington à Seattle, a constaté sur des enfants de 9 mois.

 

Son objectif était de résoudre l’un des grands mystères de l’acquisition du langage : comment les bébés reconnaissent spécifiquement les sons phonétiques de leur langue maternelle à l’âge de 1 an ? Dans les premiers mois de leur vie, ils savent parfaitement faire la différence entre des sons de n’importe quelle langue, maternelle ou étrangère. Mais, entre 6 mois et 1 an, ils com­mencent à perdre la capacité à établir de telles distinctions dans une langue étrangère, tout en améliorant leur aptitude à différencier les sons de leur langue maternelle. Les enfants japonais, par exemple, ne sont plus capables de faire la différence entre les sons « l » et « r ».

 

Les chercheurs ont exposé des bébés de 9 mois issus de familles anglophones à du chinois mandarin. Certains des enfants inter­agissaient avec des tuteurs de langue maternelle chinoise, qui jouaient avec eux et leur faisaient la lecture. « Les bébés étaient fascinés par ces tuteurs », se rappelle Patricia Kuhl. Un autre groupe d’enfants voyait et entendait le même groupe de tuteurs parlant le chinois, mais dans une présentation vidéo. Et un troisième groupe entendait seulement la bande sonore.

 

Les chercheurs s’attendaient à ce que les enfants ayant regardé les vidéos soient aussi performants que ceux ayant interagi avec les tuteurs en personne. En fait, ils ont constaté une énorme différence. Les enfants exposés au lan­gage via des interactions humaines faisaient la différence entre des sons chinois aussi bien que des bébés de langue maternelle chinoise. Mais les autres, qu’ils aient regardé la vidéo ou écouté la bande, n’avaient absolument rien retenu. « Nous étions stupéfaits, avoue Kuhl. Cela a fondamentalement changé notre regard sur le cerveau. » Les résultats de l’étude (puis d’autres) l’ont incitée à avancer l’« hypothèse du déclen­chement social » : l’idée que l’expérience sociale conditionne l’accès au développement linguis­tique, cognitif et émotionnel.

 

 

>> L’EXTRAORDINAIRE MALLÉABILITÉ DU CERVEAU DES ENFANTS

 

Après son accès au pouvoir en Roumanie, au milieu des années 1960, Nicolae Ceauescu décida de mesures drastiques pour industrialiser le pays, encore très agricole. Des milliers de familles rurales emménagèrent en ville afin de travailler dans les usines d’État. Cette politique contraignit de nombreux parents à abandonner leurs nouveau- nés, ainsi placés dans des orphelinats publics. Le reste du monde ne découvrit les effroyables conditions de vie de ces enfants qu’après la chute et l’exécution de Ceacescu, en 1989. Dans leur plus jeune âge, ils étaient laissés dans leurs lits à barreaux pendant des heures entières. En général, leurs seuls contacts avec des humains avaient lieu lorsque les aides-soignants, responsables chacun de quinze à vingt enfants, venaient leur donner à manger ou les baigner.

 

Le système de soins dans ces établissements fut lent à changer. En 2001, des chercheurs américains ont lancé une étude sur 136 enfants issus de six orphelinats. Le but était de mesurer l’impact des carences dont ces enfants avaient souffert sur leur développement. Les chercheurs ont été frappés par les comportements aberrants des enfants. Âgés de moins de 2 ans au début de l’étude, nombre d’entre eux ne manifestaient aucun attachement au personnel soignant. Quand ils étaient contrariés, ils ne s’adressaient pas aux infirmières. « À la place, ils adoptaient ces comportements quasi sauvages que nous n’avions jamais vus auparavant : ils erraient sans but, se tapant la tête contre le sol, ou tourbillonnaient avant de se figer sur place », se rappelle Nathan Fox, pédopsychiatre à l’université du Maryland, codirecteur de l’étude avec les neuroscienti- fiques Charles Zeanah, de l’université Tulane (Louisiane), et Charles Nelson, de Harvard.

 

Des électroencéphalogrammes ont révélé que les cerveaux de ces enfants émettaient des ondes plus faibles que celles enregistrées en général chez des enfants du même âge dans l’ensemble de la population. « C’était comme si un variateur d’intensité commandait leur activité cérébrale et que celui-ci restait bloqué dans la position la plus basse », explique Fox.

 

Avec ses collègues, il a ensuite confié la moitié des enfants à des familles d’accueil choisies avec l’aide de travailleurs sociaux. L’autre moitié est restée dans les orphelinats. Les familles d’accueil ont reçu une rémunération mensuelle, ainsi que des couches, des livres, des jouets et d’autres outils pédagogiques ; les travailleurs sociaux leur rendaient visite périodiquement.

 

Fox et ses collègues ont ensuite observé les enfants pendant plusieurs années. Avec des différences spectaculaires entre les deux groupes. À l’âge de 8 ans, les enfants placés dans des familles d’accueil à 2 ans, voire plus tôt, avaient des électroencéphalogrammes identiques à la moyenne des enfants de 8 ans. Mais les enfants demeurés dans les orphelinats ont continué à présenter des encéphalogrammes plus faibles.

 

Tous les sujets de l’étude avaient en outre des cerveaux moins volumineux que les enfants d’âge similaire dans l’ensemble de la population. Toutefois, ceux placés en famille possédaient plus de matière blanche (les axones reliant les neurones) que ceux demeurés dans un établissement. Selon Nathan Fox, « cela laisse penser que davantage de connexions neuronales se sont établies » chez les enfants placés en famille.

 

La différence la plus frappante entre les deux groupes d’enfants, évidente dès l’âge de 4 ans, résidait dans les aptitudes sociales. « Nous avons constaté qu’un grand nombre d’enfants en placement familial, particulièrement ceux extraits tôt de l’orphelinat, se comportaient désormais avec le personnel soignant de façon normale, souligne Fox. Dans les toutes premières années, la malléabilité du cerveau permet aux enfants de surmonter des expériences négatives. »

 

Voilà qui constitue une excellente nouvelle, estime le chercheur. On peut corriger certains des effets débilitants des carences subies à un âge précoce avec des soins appropriés, à condition qu’ils soient fournis assez tôt pendant la période de développement la plus critique.

 

 

 

À l’école Waldorf de l’île de Whidbey (État de Washington), des enfants jouent sous la surveillance des instituteurs. Selon la philosophie de cette école (inspirée des principes de Rudolf Steiner), le jeu libre est essentiel pour le développement physique, cognitif, linguistique et social des jeunes enfants. © Lynn Johnson

 

 

>> PARENTS, GÉREZ VOTRE STRESS !

 

Une formation pour les parents a été mise sur pied à cette fin. Elle est dirigée par Helen Neville, neuroscientifique à l’université de l’Oregon. Les chercheurs recrutent les participants parmi les familles bénéficiant du Head Start, un programme public américain qui fournit un soutien aux enfants de maternelle issus de familles à faibles revenus. Parents et personnel soignant assistent à un cours hebdomadaire pendant deux mois. Lors des premiers cours, ils apprennent à réduire le stress ressenti quand on s’occupe chaque jour d’enfants.

 

Tout parent peut en témoigner : ce stress est parfois susceptible de submerger même les plus sereins d’entre nous. Et il peut-être encore plus difficilement supportable pour des parents rencontrant des problèmes financiers. « On se retrouve vite à bout quand la vie n’est faite que de privations », dit Patricia Kycek, maman d’un petit Eugene et qui suit les cours.

 

La formation apprend aux parents à insister sur les aspects positifs et à féliciter les enfants quand ils réussissent ce qui leur est demandé. Sarah Burlingame, ex-instructrice pour parents, explique : « Nous incitons les adultes à remarquer tout ce que leurs enfants font de bien, au lieu de les gronder à chaque fois qu’ils font quelque chose de mal. »

 

Au cours des dernières semaines, les parents apprennent à stimuler leur enfant. Dans une activité qu’on les encourage à pratiquer à la maison, il s’agit de demander à l’enfant de choisir divers objets (une cuiller, une bouteille, un crayon,…), puis de deviner lesquels flotteront et lesquels couleront. On invite ensuite l’enfant à tester chaque prédiction dans un seau d’eau ou dans une baignoire.

 

Les enfants sont entraînés à développer leur attention et à mieux se contrôler lors d’une séance hebdomadaire de quarante minutes. Ils s’efforcent de se concentrer sur une tâche au milieu de distractions – par exemple, colorier à l’intérieur des contours d’un personnage pendant que d’autres enfants font rebondir des ballons autour d’eux. Les instructeurs les aident également à mieux identifier leurs émotions.

 

Au bout des huit semaines, les chercheurs évaluent l’aptitude au langage, le QI non verbal et la capacité d’attention de chaque enfant. Ils évaluent aussi leurs progrès en matière de comportement par le biais d’un questionnaire remis aux parents. Dans un article publié en juillet 2013, Neville et ses collègues observent que les enfants de familles bénéficiant du Head Start et ayant suivi la formation obtenaient de bien meilleurs résultats que ceux de familles ne l’ayant pas suivie. Les parents ont indiqué qu’ils se sentaient désormais beaucoup moins stressés en s’occupant de leurs enfants.

 

« Quand on change le comportement des parents et que le stress diminue, note Neville, cela débouche sur une meilleure gestion des émotions et facilite l’apprentissage des enfants. » Tana Argo, jeune mère de quatre enfants, a décidé de suivre le programme pour ne pas leur faire subir les carences dont elle a souffert dans sa propre enfance. « J’ai grandi avec beaucoup de stress et de drames, raconte-t-elle. Je me suis dit : “Je m’en souviendrai pour mes gosses. Cela ne leur arrivera pas.” » Ce que Tana Argo a appris, selon ses termes, a modifié la « dynamique » de sa famille, en l’incitant à consacrer plus de temps au jeu et à l’apprentissage.

 

Quand je lui rends visite chez elle, un après- midi, elle me dit à quel point elle s’est sentie heureuse quelques jours plus tôt, quand elle a vu sa petite fille de 4 ans, la plus jeune, s’asseoir sur le tapis et commencer à feuilleter une encyclopédie junior. En partant, je remarque l’encyclopédie, posée au sommet d’une pile de livres – la plupart pour enfants. Si tout va bien, cette pile servira peut-être de rempart contre l’effet domino engendré par la pauvreté et les carences au fil des générations. Et elle aidera les enfants de Tana à se construire un avenir qu’elle-même n’a pu ni se forger… ni s’imaginer.

 

Par Yudhijit Bhattacharjee

 

Photographies de Lynn Johnson