Plasticité neuronale et cognitive dans le vieillissement humain

1. Plasticité neuronale et cognitive dans le vieillissement humain Michel Isingrini UMR CNRS 7295 CeRCA Centre de Recherches sur la Cognition et l’Apprentissage  Equipe « Vieillissement et Mémoire » 

2. Vieillissement… • Préoccupation majeure des sociétés développées • 15% de plus de 65 ans en Europe • France, retraites 25 à 30 ans • Un objectif essentiel: vieillissement réussi • Recherche • Identifier et comprendre les effets délétères • Identifier et comprendre les ressources protectrices

3. Une ressource protectrice: « la plasticité » • Neuronale • Le cerveau n’est pas statique • Adaptation et compensation tout au long de la vie • Suite à : nouvelles expériences, lésions, vieillissement • Réorganisations neuronales • Comportementale, Cognitive • Changements ou réorganisation au niveau cognitif sous l’effet de l’expérience, en réaction au vieillissement • La plasticité dans le grand âge?

4. Neuroplasticité…

5. Rosensweig, 1962 – Milieu enrichi / milieu appauvri Milieu enrichi

6. Poids du cortexRosensweig et al., 1962 (Poids, Epaisseur, Synapses, C. Gliales, Vascularisation…)

7. Apprentissage… Contrôles Enrichis

8. Chez l’homme, apport de la neuroimagerie Maguire et al., 2000; IRMs Neuroplasticité chez les chauffeurs de taxis Hippocampe postérieur

9. Question…. • La plasticité neuronale et la plasticité cognitive sont-elles encore possibles chez l’adulte âgé ?

10. Neuroplasticité et cerveau âgé? • Chez l’animal • Souris âgées/environnement enrichi : neurogénèse, arborisation dendritique, réorganisation des réseaux neuronaux • Chez l’homme • AVC/réorganisation neuronale compensatoire • Exercice physique: retarde la diminution du CPF • Entrainement: augmente volume et activité neuronale, et corrèle avec la performance • COGNITIF: sensori-moteur, distractibilité, mémoire de travail

11. Une découverte inattendue…. IRMf: activation neuronale lié à la mémoire épisodique • Patterns d’activation plus symétriques chez les sujets âgés: • REORGANISATION NEURONALE COMPENSATOIRE? Jeunes Agés

12. Une vision nouvelle du vieillissement.. • Pas seulement délétère….. • Mécanismes neuronaux et cognitifs de protection • Orientation de la recherche sur les facteurs protecteurs

13. « pertes » versus « gains » • Un processus de déclin inéluctable • Pertes • Physiques et cognitives • Mais, des gains possibles? • Grâce à quels mécanismes? • Plasticité neuronale et cognitive?

14. Volume du cortex gradient antérieur-postérieur Pariétal: r = - .20 Préfrontal: r = - .56 Occipital: r = - .19 Temporal : r = - .37 Coefficients de corrélation âge/volume (Raz, 2000, 2004)

15. Effets de l’âge sur la cognition Park et al.(2002)

16. Des modifications plutôt « fonctionnelles »…. • Difficulté d’auto-initiation des processus • Manque de ressources attentionnelles et de MT • Une atteinte « récupérable »…. • Différence / vieillissement pathologique

17. Logan et al., 2002; Gabrielli et al., 1996 IRMf à l’encodage Agés Jeunes Encodage superficiel (Perceptif) Encodage profond (Sémantque)

18. Effet d’une aide sur la mémoire Mots rappelés Backman et al., 1998

19. Sensibilité individuelle….. • Des différences entre les individus • 20 à 30% des participants non affectés • Mécanismes protecteurs ? • Réorganisations neuronales et cognitives?

20. Hypothèse de la réserve cognitive Vieillissement Fonctions cognitives RESERVE Mémoire de travail Niveau exécutif… Activité physique Loisirs Education Expérience / entrainement

21. Trajectoires de vieillissement……. Performances Réserve + Réserve - AGE

22. Niveau scolaire et maladie d’Alzheimer…. Expression clinique Réserve + Pathologie Réserve - AGE 65 ans 72 ans

23. Médiation cognitive Mémoire de travail • Stockage • Traitements • Mise à jour • Inhibition • Flexibilité Mémoire Raisonnement Langage Compréhension Age

24. Médiation cognitive Mémoire de travail • RESERVE • ENTRAINEMENT • Stockage • Traitements • Mise à jour • Inhibition • Flexibilité Mémoire Raisonnement Langage Compréhension Age

25. Réserve et mémoire Angel et al., 2011

26. Réserve et mémoire Jeunes Agés MT+ Agés MT- Angel et al., 2011

27. Plasticité cognitive dans le grand âge? • Réorientations des stratégiques cognitives • Effets de l’entrainement • Réorganisations neuronales

28. Réorientation des stratégies d’encodage Froger et al., 2012

29. Réorganisation des stratégies de récupération en mémoire (Bugaiska et al., 2007)

30. Effet de l’entrainement Borella et al., 2010

31. Effet de l’entrainement Borella et al., 2010 Spécifique

32. Effet de l’entrainement Borella et al., 2010 Transfert Spécifique

33. Réorganisation neuronale

34. Compensation ?

35. Réserve et réorganisation neuronale Park et al., 2009; Cabeza et al., 2002

36. Rôle de la mémoire de travail • Est ce que la réorganisation par sur-activation controlatérale est favorisée chez les sujets à forte réserve de mémoire de travail…

37. Indice de latéralisation…. Agés

38. Indice de latéralisation…. Jeunes

39. Indice de latéralisation pariétale (ILP) (H. gauche - H. droit / H. gauche + H. droit) Jeunes Agés Angel et al., 2011, 2012

40. CORRELATIONS….. ILP et capacité mnésique ILP et capacité exécutive Angel et al., 2012 40

41. IRMf H. gauche H. droit Angel et al., in press

42. Mémoire de travail Réorganisation cérébrale (bilatéralisation) Mémoire Vieillissement

43. Vieillissement CONCLUSION…. Réserve Education Niv. Exécutif M. Travail Modifications corticales Déficit cognitif Adaptation cognitive stratégique Réorganisation neuronale (plasticité, compensation, protection) Réduction des différences jeunes-âgés

44. Merci de votre attention….

45. Collaborateurs… • L. Angel • B. Bouazzaoui • S. Fay • S. Vanneste • L. Taconnat