Les gènes façonnent la manière dont le cerveau réagit au monde

Des chercheurs ont utilisé des IRM fonctionnelles à 7 Tesla réalisées sur un large groupe de jumeaux pour mesurer dans quelle mesure l'activité cérébrale est héréditaire lorsque des personnes regardent des films. L'étude, publiée dans eLife, montre que les réponses cérébrales à des stimuli audiovisuels complexes sont fortement héritables dans l'ensemble du cortex. L'héritabilité est la plus marquée pour l'information traitée à de basses fréquences temporelles, et plus prononcée dans les zones cérébrales associatives que dans les régions sensorielles primaires.

Les chercheurs ne se sont pas contentés d'établir l'existence de cette héritabilité. Ils l'ont décomposée en deux composantes : l'endroit où l'information est traitée dans le cerveau, et la manière dont elle l'est. Les deux se sont révélés génétiquement déterminés. Ils ont également constaté que l'héritabilité des schémas d'activité cérébrale s'explique en partie par l'héritabilité de l'échelle de temps neurale, une mesure de la durée pendant laquelle un circuit cérébral local reste actif après avoir reçu un stimulus.

Ce que les échelles de temps neurales révèlent sur le vieillissement

L'échelle de temps neurale présente un intérêt pour la recherche sur le vieillissement. À mesure que les personnes avancent en âge, les circuits cérébraux locaux évoluent dans leur durée d'activation. Des écarts dans l'échelle de temps neurale ont déjà été associés au déclin cognitif et à des maladies neurodégénératives. Cette étude montre que l'échelle de temps elle-même est héritable, ce qui implique que la variation génétique détermine en partie la vulnérabilité du cerveau d'un individu à ces modifications liées à l'âge.

Le fait que la connectivité fonctionnelle cérébrale -- c'est-à-dire le degré auquel les régions du cerveau fonctionnent de concert -- soit elle aussi héritable et suive le même schéma renforce ce tableau. Du point de vue de la longévité, cela a son importance : les caractéristiques biologiques individuelles jouent un rôle dans le vieillissement cérébral, indépendamment des facteurs liés au mode de vie.

Limites de cette recherche

L'étude a porté sur des adultes en bonne santé et n'a pas examiné directement les maladies ou le déclin cognitif. Le lien avec le vieillissement cognitif reste pour l'instant d'ordre interprétatif, et les estimations d'héritabilité n'ont pas encore été vérifiées dans des populations plus âgées ou cliniques. Les résultats proposent néanmoins un nouveau cadre pour de futures études sur les facteurs de risque génétiques du vieillissement cérébral.

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