Quelles que soient les images que nous évoquent les plis et replis qui forment notre cerveau, ces circonvolutions seraient le résultat d’une simple compression mécanique selon une étude publiée lundi dans Nature Physics. Une seule chose est sûre : l’utilité de ces plis. Ainsi, si on « dépliait » un cerveau, il couvrirait une surface entre 1 à 2 mètres carrés alors que le volume de notre crâne est de 1100 à 1700 cm³. Mais la façon dont ces circonvolutions se créent reste un mystère.

Depuis plus de 40 ans, des chercheurs avancent que les replis du cerveau s’expliquent par un processus physique dû à la croissance de ce dernier dans un petit espace, notre crâne, sans qu’aucun facteur biochimique n’intervienne. Mais depuis les preuves concrètes se font attendre. Les expériences sur le cerveau posent des problèmes éthiques et on manque de solutions de rechange.

Le « pliage » du cerveau débute à la 20e semaine de gestation du foetus

Il est, par exemple, difficile d’étudier le cerveau humain à partir de celui d’un rat de laboratoire. Seule une poignée d’espèces, dont certains primates, les dauphins ou les éléphants, possèdent les mêmes creux et les mêmes crêtes que le cerveau humain.
Tuomas Tallinen, de l’université de Jyvaskyla en Finlande, et ses collègues ont construit une maquette en suivant l’imagerie à résonance magnétique (IRM) d’un cerveau de fœtus humain. Le « pliage » du cerveau se produit à partir de la 20e semaine de gestation du fœtus et se poursuit jusqu’à la première année et demie de l’enfant.

Des forces de compression mécaniques

Les chercheurs ont ensuite appliqué sur leur modèle une couche de gel qui, immergé dans un solvant, gonfle indépendamment des régions plus profondes. Ils ont alors observé que lorsque les couches de gel gonflent, des forces de compression mécaniques se créent, provoquant des plis comme ceux de notre cerveau.

« Nous avons obtenu des résultats similaires à ce que nous voyons dans le cerveau du fœtus », a déclaré Lakshminarayanan Mahadevan de l’Université de Harvard et coauteur de l’étude. Les plis les plus importants du modèle sont semblables, en termes de forme, de taille et d’orientation à ceux du cerveau fœtal, indique l’étude. Pour les auteurs de l’étude, cette découverte peut avoir des répercussions sur les diagnostics et les traitements d’un certain nombre de troubles neurologiques.

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