Le développement biologique commence avec la conception. Le développement psychologique est étroitement lié au développement biologique et a donc été universellement reconnu par les théories psychologiques du développement..
Au cours des dernières décennies, il y a eu une augmentation remarquable des connaissances neurobiologiques liées à l'invention et à la conception de nouvelles méthodes et techniques de neuroimagerie qui permettent d'étudier l'activité moléculaire et cellulaire du système nerveux, ainsi que de vérifier le fonctionnement du cerveau des bébés, enfants et adolescents, au cours du processus de réalisation des tâches cognitives.
TECHNIQUES DE NEUROIMAGERIE: potentiels évoqués, imagerie par résonance magnétique, tomographie par émission de positons.
La neuroscience cognitive du développement est l'union de plusieurs disciplines dédiées aux études du développement cognitif, les preuves obtenues dans les travaux sur le développement cérébral et celles issues de l'éthologie. Parmi ses méthodes d'étude, nous pouvons mettre en évidence les techniques d'imagerie fonctionnelle du cerveau et l'étude des lésions cérébrales et leurs effets sur le comportement et la cognition..
Le développement prénatal commence avec la conception, donnant naissance à une nouvelle cellule simple appelée zygote. Par division cellulaire (méiose), le zygote reçoit 23 chromosomes de la mère et 23 chromosomes du père.
Le processus de maturation du zygote jusqu'à son développement complet dure 38 semaines et se divise en trois étapes: période germinale, période embryonnaire et période fœtale..
a) La période germinale. De la conception aux deux premières semaines.
La conception a lieu lorsqu'un spermatozoïde féconde un ovule et que le ZYGOTE se forme, initiant le processus de division cellulaire. En trois jours, il passe de la trompe de Fallope à l'utérus et après quatre ou cinq jours de plus, il s'installe dans l'utérus. Après les deux premières semaines, les cellules se seront multipliées et commenceront à se différencier. L'embryon a une membrane externe (chorion) et une membrane interne (amnios) qui l'entoure et le protège. Vous pouvez également voir le placenta, qui fournit des nutriments et de l'oxygène au nouvel être.
La différenciation cellulaire se produit grâce à une substance appelée activine.
-Cellules avec des quantités plus élevées d'activine = endoderme = système digestif et respiratoire.
-Cellules à concentration moyenne d'activine = mésoderme = os, muscles, sang, reins et cœur.
-Cellules avec une concentration plus faible d'activine = ectoderme = sit. Organes nerveux, cutanés, capillaires et sensoriels.
b) La période embryonnaire
Il couvre de la troisième semaine à la huitième. Dans cette période, il s'appelle EMBRYON. Les organes et les systèmes nerveux, respiratoire et digestif se développent. C'est une période très critique où l'embryon est très vulnérable aux influences environnementales. Des altérations congénitales telles que surdité, cécité ou fente palatine peuvent survenir.
Il y a deux principes qui guident le développement de l'embryon et qui se poursuivent jusqu'à l'adolescence:
Le principe proximodistal: indique que le développement a lieu de la partie la plus proche de l'axe central du corps à la partie la plus éloignée.
Le principe céphalocaudal: indique que le développement progresse de la tête aux pieds. À la fin de la période embryonnaire, l'organisme mesure 2,5 cm. La tête se distingue clairement du corps, le visage et le cœur battent fort. Les reins, l'estomac et le système commencent à fonctionner. Le système endocrinien commence à produire des hormones. Les organes sexuels sont également formés. Tous les organes sont formés mais de manière très primitive.
c) La période fœtale
Il couvre de la neuvième semaine à la naissance (38 semaines + -). Dans cette phase, le FETUS augmente considérablement en taille et en volume, produisant des changements externes et internes. Les organes commencent à acquérir une structure plus précise et à établir des fonctions et les premières cellules osseuses apparaissent.
À 16 semaines, le FETUS mesure 15 à 17 cm et pèse 100 g. La plupart des systèmes de base sont développés, mais le FETUS n'est pas prêt à survivre en dehors de l'utérus car il n'a aucun lien entre les différents neurones du cortex cérébral. Le FETUS doit produire un liquide appelé surfactant qui lui permettra de transmettre l'oxygène de l'air au sang..
À partir de la 29e semaine, le FETUS peut survivre seul. Le rythme cardiaque est très rapide, l'activité de tous vos organes s'accélère et une couche de graisse se forme autour de tout le corps. Un enfant né à l'heure pèse environ 3k et mesure environ 50 cm.
Le développement physique est le produit de l'interaction entre l'enfant et son environnement. La croissance des nourrissons et des enfants se poursuit dans les schémas céphalocaudal et distal proximal. On peut ainsi dire que la croissance se caractérise fondamentalement par une progression de la tête aux pieds (voir figure 2.1). Les dimensions de la tête d'un nouveau-né sont plus proches de celle d'un adulte que du reste du corps. De plus, les bébés apprennent à utiliser leurs membres supérieurs plus tôt que leurs membres inférieurs. Le principe distal proximal amène le tronc à se développer avant les extrémités et les bras et les jambes avant les mains et les doigts.
Au cours des trois premiers mois de la vie, la croissance est beaucoup plus rapide que dans le reste du cycle de vie. Le poids augmente, la taille et la tête commencent à être plus proportionnées par rapport au corps.
Dans la petite enfance (3-6 ans), ils perdent du poids, leur corps, leurs bras et leurs jambes grandissent. Les os sont renforcés, ce qui leur permet de développer plus facilement de nombreuses habiletés motrices.
Dans l'enfance moyenne (7 à 12 ans), ils continuent de grandir et de prendre du poids. Les filles conservent un peu plus de tissu adipeux que les garçons.
À l'adolescence, il y a des changements importants dans l'apparence physique que nous mentionnerons ci-dessous:
-Croissance soudaine. Croissance soudaine de la taille et du poids que les filles commencent à avoir plus tôt que les garçons. Dure deux ans et est un symptôme de maturité sexuelle.
-Caractéristiques sexuelles primaires. Ce sont les organes impliqués dans la reproduction. Chez les filles, les ovaires, l'utérus et le vagin mûrissent et la ménarche (menstruation) est atteinte. Chez les garçons, le pénis, les testicules, la prostate et les vésicules séminales grossissent et mûrissent.
1er symptôme de la menstruation de la maturité sexuelle féminine .
1er symptôme de maturité sexuelle masculine présence de spermatozoïdes dans l'urine.
-Caractéristiques sexuelles secondaires. Chez les filles, la croissance de la poitrine et l'apparition de poils sur le pubis et les aisselles. Chez les enfants, des changements dans la voix, les poils du pubis, les aisselles et le visage. Et dans les deux cas, la peau devient plus rugueuse et plus grasse.
Facteurs qui affectent la croissance et la maturité humaines:
Héritage génétique: grands parents = grands enfants
Nutrition: indispensable au bon développement de l'enfant. Une mauvaise nutrition s'accompagne d'un développement intellectuel médiocre, d'une croissance plus lente et d'une puberté retardée.
Les troubles de l'alimentation affectent également le développement de la personne.
L'anorexie mentale entraîne de graves risques pour la santé, une perte de menstruation chez les filles, une faiblesse musculaire, une peau sèche, une déshydratation.
La boulimie endommage les dents, irrite les gencives et fend les lèvres.
L'obésité fait que les filles atteignent la puberté plus tôt et les garçons «s'étirent» plus tôt. À cela, il faut ajouter que les enfants obèses ont des problèmes scolaires et des difficultés sociales.
L'exercice est très bénéfique s'il est fait avec modération. Un entraînement élevé produit moins de croissance et des règles irrégulières chez les femmes.
La classe sociale est un facteur qui influence la croissance. La pauvreté est souvent associée au retard de croissance et au développement, surtout si elle survient entre 3 et 36 mois.
Les déficiences physiques. L'hypophyse et la thyroïde sont essentielles à une croissance normale. Un dysfonctionnement de la thyroïde peut entraîner un nanisme ou un gigantisme. Également altérations métaboliques, infections, maladies du foie ...
Les traumatismes et les abus psychologiques peuvent entraîner un retard de croissance. Dans les foyers où l'agressivité, la consommation d'alcool ou l'abus sexuel de mineurs peuvent être trouvés des enfants de petite taille et de poids.
Le développement psychomoteur est d'une importance vitale car il est à la base du développement cognitif, langagier, social et émotionnel. C'est la manifestation externe du système nerveux central. Ce développement peut être divisé en deux catégories générales: la locomotion et le développement postural et la pression, c'est-à-dire la capacité à utiliser les mains..
a) Locomotion et développement postural
C'est la motricité globale. Pendant les deux premiers mois de la vie, on peut observer que ses jambes augmentent en volume mais pas en muscles. Cela provoque chez le bébé une série de mouvements stéréotypés qui disparaissent progressivement. Dès le cinquième mois, il gagne en stabilité et ses proportions corporelles commencent à changer: ses jambes sont tendues et ses épaules sont élargies. À huit ou neuf mois, le bébé peut ramper. Au moment où ils contrôlent leur posture, ils sont capables de marcher. La marche encourage l'interaction sociale et l'autonomie. L'ensemble de ce processus est régi par le principe céphalocaudal.
b) La capacité d'utiliser les mains
Ce sont des capacités motrices fines. L'utilisation correcte des mains peut être considérée comme un type d'intelligence manuelle.
Au départ, le mouvement des mains du bébé se produit comme une action réflexe. Au bout de 2 mois, ils essaient de ramasser des objets avec leurs poings plutôt qu'avec leurs mains ouvertes. À deux mois, le système cortical n'est toujours pas coordonné avec le système qui contrôle les mouvements moteurs grossiers. Vers 4-5 mois, il ramasse des objets les mains ouvertes (fonctionnement très harmonisé du système sensori-moteur). À 9 mois, il fait preuve d'un geste agile, rapide et précis lorsqu'il atteint un objet. Enfin, à 12 mois, ils explorent tout ce qui les entoure avec leurs mains. L'ensemble de ce processus est régi par le principe distal proximal.
Dès la deuxième année, le développement moteur dans son ensemble commence à être observé: motricité fine et motricité globale. À 2 ans, ils commencent à surmonter leur bataille contre la gravité et l'équilibre. Ils peuvent également lancer et attraper différents objets avec précision.
Le développement psychomoteur est le lien privilégié entre le développement physique et intellectuel.
Les différences dans le développement du cerveau humain avec celui des autres primates consistent en une augmentation marquée du cortex cérébral et en l'existence d'une période de développement postnatal beaucoup plus longue. De ce fait découlent les capacités cognitives spécifiques de l'être humain.
Les neurones que le bébé possède à la naissance ont été générés dans les premiers mois de la grossesse (en particulier 3-4 mois). Ces neurones doivent migrer et établir des connexions avec d'autres neurones pour former du tissu cérébral. Au mois 4,5 de gestation, la migration neuronale a créé trois strates différenciées et à partir du septième mois, elle atteint six strates. Le développement prénatal du cerveau comprend le processus de croissance et de développement des axones et des dendrites et l'établissement de connexions synaptiques axone-dendrite (5e mois de gestation).
Afin de relier le développement du cerveau au développement cognitif, il est important de voir certaines caractéristiques du développement postnatal que nous allons énumérer:
1- Croissance postnatale du cerveau humain: la masse cérébrale quadruple entre la naissance et l'âge adulte en raison de l'augmentation du nombre et de la complexité des dendrites, de l'augmentation de la densité des connexions synaptiques dans le cortex cérébral et de l'augmentation de la myélinisation.
2- Perte ou «élagage» des connexions synaptiques: Processus de perte de densité synaptique qui apparaît à des âges différents selon la zone corticale. La surproduction initiale des connexions synaptiques et leur taille ultérieure semble être liée à la PLASTICITÉ du cerveau du nourrisson..
3- Plasticité cérébrale: Propriété fondamentale du développement du cortex. Le processus de différenciation et de spécialisation des différentes zones du cortex est fortement influencé par l'activité neuronale et par des facteurs intrinsèques liés au "on" automatique.
Le cortex frontal est en charge des fonctions exécutives qui impliquent la capacité de planifier le comportement, de contrôler l'attention lors de tâches complexes, d'inhiber les comportements erronés ou d'activer les connaissances stockées dans la mémoire à long terme. Ce n'est qu'après l'âge de 25 ans que la taille synaptique est terminée, c'est-à-dire l'établissement de connexions spécifiques qui permettent des tâches cognitives complexes (résolution de problèmes mathématiques), qui nécessitent l'action de processus de contrôle EXÉCUTIF, est en cours de développement pendant l'adolescence et se complète à l'âge adulte..
De même, le processus de myélinisation se produit dans différentes vagues de la période prénatale, atteignant l'âge adulte dans des zones spécifiques. Les changements les plus importants de la myélinisation surviennent à l'adolescence (diminution de la matière grise et augmentation de la substance blanche).
Des changements spécifiques se produisent dans l'hippocampe à l'âge adulte.
Processus de développement génétiquement régulés. La formation et le développement des neurones, la prolifération et la surproduction de synapses.
Processus de développement régulés par l'environnement. Processus d'élagage synaptique et mise en place de nouveaux circuits et réseaux synaptiques.
Le schéma ascendant-descendant typique des connexions synaptiques et de l'activité neuronale semble être lié à la plasticité corticale pendant l'enfance, ainsi qu'à l'existence de périodes sensibles de développement..
Périodes sensibles: périodes ou phases de développement d'une sensibilité particulière aux influences environnementales qui permettent ou facilitent l'acquisition de certaines capacités cognitives. Un exemple prototypique est l'acquisition du langage pendant l'enfance.
La notion de période critique met l'accent sur l'importance de la maturation biologique dans le développement en soulignant la nécessité que certaines expériences se produisent à un certain moment. Prenons plusieurs exemples:
Empreinte ou estampage: les petits de certains oiseaux montrent un comportement consistant à suivre le premier objet qu'ils voient immédiatement après l'éclosion. Généralement, la mère est la première chose qu'ils voient pour cela, le comportement d'empreinte offre des avantages évidents pour la survie de la progéniture. La période d'impression est assez courte car le cerveau mûrit très rapidement et en plusieurs jours les canetons évitent les objets inconnus.
Développement précoce du système visuel chez les chats: Hubel et Wiesel ont constaté que si un chaton nouveau-né avait un œil couvert pendant un certain temps, lorsque le cortex visuel subit des changements, l'animal sera aveugle dans cet œil. Bien que des recherches ultérieures soutiennent qu'une partie des fonctions peut être partiellement récupérée par l'expérience.
En aucun cas, on ne peut parler de périodes critiques du développement humain, bien que certains apprentissages puissent être réalisés plus facilement dans les périodes sensibles. Ces périodes sont liées au schéma ascendant-descendant dans le développement des différentes zones du cortex cérébral. Par exemple, l'acquisition de la langue (phonèmes et grammaire). Les enfants apprennent rapidement d'autres langues et c'est à partir de la puberté qu'ils commencent à avoir des difficultés à le faire.
Dans cette section, nous analyserons les relations entre le développement cérébral et le développement cognitif, en nous concentrant sur un processus cognitif: les systèmes de mémoire. Les preuves neuroscientifiques confirment que l'on peut parler de deux systèmes de mémoire de base: la mémoire explicite ou déclarative et la mémoire implicite, non déclarative ou procédurale..
La distinction entre les processus cognitifs explicites et implicites affecte la mémoire, l'apprentissage, la pensée et le raisonnement.
Les processus explicites sont généralement conscients, intentionnels, contrôlés et consomment des ressources cognitives.
Le développement de la mémoire explicite chez les nourrissons commence dans la seconde moitié de la première année de vie. Ex: tirer la langue du bébé quand un adulte l'a déjà tirée. Cette mémoire explicite dépend de zones néocorticales spécifiques, ainsi que d'autres zones du cortex qui entourent l'hippocampe et l'hippocampe lui-même..
Il existe une mémoire pré-explicite caractérisée par son apparition précoce (nouveau-nés) et en fonction de l'hippocampe.
Le développement progressif de la mémoire explicite pendant l'enfance est lié au développement de l'hippocampe, des zones corticales qui l'entourent et d'autres zones du cortex préfrontal, ainsi qu'à l'établissement de connexions entre ces zones.
Les bases cérébrales de la mémoire implicite sont différentes de celles de la mémoire explicite. Un premier type de mémoire implicite est celui des comportements conditionnés. Peu de temps après la naissance, les bébés sont capables d'acquérir et de se souvenir de réponses conditionnées. Les bébés sont capables d'apprendre et de se souvenir d'une réponse du réflexe de la paupière. La rafale d'air et le son, présentés à plusieurs reprises, équivaut au clignotement du bébé lorsqu'il présente le son seul. Il semble clair que la base neurale de l'apprentissage et de la mémoire conditionnelle de ce type se trouve dans le cervelet..
L'acquisition de comportements opérants conditionnés, comme l'obtention d'un son agréable à partir d'un hochet, apparaît après trois mois et dépend des noyaux gris centraux du cervelet. L'acquisition de ces comportements procéduraux non sémantiques, qui comprend le vélo ou la frappe, se poursuit tout au long de l'enfance et dépend des noyaux gris centraux et des cortex frontal et moteur..
Il existe une dissociation claire entre les deux types de mémoire: explicite (se souvenir des faits) implicite (se souvenir des compétences).
Les personnes atteintes d'amnésie ont des lésions dans l'hippocampe et sont incapables d'acquérir de nouveaux souvenirs, mais elles peuvent effectuer des séquences motrices.
Les personnes atteintes de la maladie de Parkinson, dont les noyaux gris centraux sont touchés, présentent des problèmes de motricité mais ont de bons souvenirs du passé.
Les êtres humains sont des organismes biologiques qui, après la conception, traversent une longue période de développement prénatal. Les changements biologiques se poursuivent tout au long de la vie, mais sont plus visibles dans l'enfance, l'adolescence et la vieillesse.
Les études sur les bases cérébrales du développement psychologique ont en commun la recherche d'un parallélisme entre le niveau psychologique du comportement et le niveau biologique de l'activité cérébrale. Les deux développements sont parallèles, bien que le développement psychologique ne puisse être réduit au développement du cerveau.
Divers auteurs ont fait valoir que l'établissement d'une carte spécifique et précise des régions cérébrales actives pour un certain processus cognitif tel que les fonctions exécutives ou le contrôle inhibiteur n'est probablement pas possible. Nous pouvons affirmer que ces processus cognitifs ont une base neurologique principale dans le cortex préfrontal, mais les composants informatiques qui sous-tendent différents processus cognitifs semblent résider dans cette région du cerveau..
La relation entre le comportement et le cerveau, entre les connaissances psychologiques et biologiques, fonctionne dans les deux sens. (bidirectionnel)
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