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 Pourquoi le cerveau de la femme est -il différent?

24/10/2010

Le Le fait que les hommes demandent beaucoup moins souvent leur chemin que les femmes pourrait s'expliquer par certaines différences dans lecerveau.

Telle est la conclusion d'une étude publiée dans le numéro du Journal of Neuroscience dans laquelle le Dr Ruben Gur et ses collègues du Pennsylvania Medical Center démontrent que le cerveau masculin contient davantage de liquide céphalorachidien et de substance blanche que celui de la femme.

La substance blanche est formée de prolongements, parfois très longs, de la cellule nerveuse axones), qui facilitent les transferts d'information entre les différentes régions du cerveau, permettant ainsi à l'individu de se situer et de s'orienter dans l'espace. La femme possède, au contraire, une quantité plus importante de substance grise, c'est-à-dire davantage de tissu neuronal et d'éléments de réception (dendrites), ce qui lui confère de remarquables aptitudes combinatoires.

Grâce à ses compétences spatiales plus développées, l'homme a donc en lui comme une sorte de GPS, dont il se sert pour assurer sa navigation, alors que la femme tire parti de ses compétences neuronales pour associer rapidement ce qu'elle voit, prendre des séries de repères et comprendre comment s'articulent les pièces du puzzle.

On ne peut pas dire qu'une méthode soit forcément supérieure à l'autre, mais elles s'appuient, comme le souligne l'auteur de l'article, sur des façons très diverses d'appréhender une même situation. Ruben Gur et son épouse et collaboratrice Raquel, ont utilisé les techniques de l'imagerie cérébrale pour étudier le cerveau de quarante femmes et de quarante hommes bien portants, âgés de 18 à 45 ans, et comparé ensuite les images avec les compétences linguistiques et spatiales de ces mêmes personnes.

Leur recherche visait à résoudre une énigme. Dans tout le règne animal, la taille du cerveau va, on le sait, de pair avec le développement de l'intelligence, et il est classique d'établir la même corrélation chez l'homme.Comment se fait-il, s'est donc demandé Ruben Gur, que les femmes, dont le cerveau est généralement plus petit que celui des hommes, obtiennent des résultats tout aussi bons qu'eux dans les tests d'intelligence ?

Les recherches, y compris les siennes, montrent aussi que les hommes réalisent de meilleurs scores dans les épreuves testant les compétences spatiales, alors que les femmes obtiennent de meilleurs résultats dans les tests verbaux. Selon l'auteur, ce phénomène s'expliquerait par le fait que l'on trouve dans les deux cerveaux une proportion différente de substance grise et de substance blanche.

Les tâches spatiales, explique Ruben Gur, requièrent davantage de substance blanche que n'en possèdent la plupart des femmes, dont le crâne est généralement trop petit pour contenir les quantités de cette substance qu'il faudrait pour réaliser de bons scores à ce genre de tests. Mais il dit aussi que les résultats sont d'autant meilleurs que le cerveau est grand, et que cela est valable pour les deux sexes.

Le rapport est cependant plus étroit chez la femme, ce qui pourrait indiquer que celle-ci tire de chaque millilitre de tissu cérébral en plus un rendement plus grand que n'en sont capables les hommes.Dans l'étude qu'il a faite, Ruben Gur n'a pas trouvé chez l'homme cette même corrélation entre le niveau de performance et la taille du cerveau.

Les différences anatomiques ne sont pas les seules qui existent entre le cerveau des hommes et celui des femmes. Les différences hormonales semblent, elles aussi, jouer un rôle. Selon des travaux effectués par la Dresse Sally Shaywitz, et une équipe de l'Université de Yale, les œstrogènes ont tendance à améliorer les capacités de lecture du cerveau, ce qui pourrait être une explication au fait que les femmes sont généralement supérieures aux hommes dans les tests de langage.

On possède aujourd'hui un nombre considérable d'informations sur les différences dans certaines caractéristiques du cerveau des mammifères qui sont liées au sexe et qui, pour la plupart, sont dues à l'action d'hormonessexuelles produites par les gonades.

Ces différences viennent de la présence d'un chromosome Y contenant le gène qui détermine le sexe et à partir duquel va se développer le testicule. C'est de là que tout découle ; les différences entre les phénotypes mâle et femelle, y compris certains aspects de l'anatomie du cerveau, sont déterminées par la présence ou l'absence d'androgènes produits par le testicule.

Le fait que l'homme possède un chromosome Y et un seul chromosome X a pour corollaire que, chez la femme, qui possède deux chromosomes X, ce jeu supplémentaire de gènes X est compensé par l'inactivation, dans tous les tissus de l'organisme, de l'un des deux chromosomes X.

Théoriquement, une femme qui perd un chromosome X (XO) ne devrait donc pas être différente d'une femme XX ayant un chromosome X inactivé. Comme le montre le syndrome de Turner, elles sont, en réalité, très différentes l'une de l'autre, et cette différence est encore amplifiée selon que son chromosome X est d'origine maternelle ou paternelle. Les filles qui souffrent de ce syndrome sont de petite taille, elles ont un QI normal et présentent des retards de puberté dus à une insuffisance ovarienne.

Il semblerait donc que certains gènes du chromosome X échappent au mécanisme chargé de les inactiver et que le fait qu'ils soient ou non exprimés dépende du parent dont ils proviennent. Cette expression des gènes selon l'origine parentale existe également pour d'autres chromosomes. C'est ce qu'on appelle l'empreinte génomique.

Pour déterminer quels sont les gènes contrôlés par l'empreinte génomique qui ont ce mode d'expression et étudier leur effet sur le cerveau, les chercheurs ont construit des chimères embryonnaires de souris contenant soit des cellules androgénétiques normales, soit des cellules gynogénétiques normales. Les cellules gynogénétiques (Gg) et androgénétiques (Ag) ont le complément normal des chromosomes, mais issu de chromosomes exclusivement maternels (Gg) ou exclusivement paternels (Ag). Ces techniques permettent de se faire une idée précise de la façon dont les cellules gynogénétiques et androgénétiques se répartissent aux différents stades du développement cérébral.

A la naissance, celles qui ont hérité le génome du père fournissent une contribution tissulaire importante aux régions du cerveau commandant les fonctions instinctives et émotionnelles (p. ex. l'hypothalamus et certaines parties du système limbique), mais ne participent pas au développement du néocortex et du striatum. Aux tout premiers stades du développement du cerveau de la souris (jours 9 et 10), on trouve des cellules androgénétiques dans tous les tissus neuraux. Au fur et à mesure de la gestation, ces cellules ont une prolifération abondante dans les structures profondes du cerveau.

A la naissance, en revanche, elles sont pratiquement absentes des zones centrales et antérieures de celui-ci. Inversement, les cellules gynogénétiques (c.-à-d. les deux allèles d'origine maternelle) sont absentes des structures profondes du cerveau et confinées aux territoires cérébraux dont les cellules androgénétiques sont exclues, et spécialement dans le néocortex et le striatum. Ce dosage, où les gènes d'expression maternelle l'emportent sur ceux d'expression paternelle, se traduit en outre, chez les chimères gynogénétiques, par un excès de croissance cérébrale, alors que les chimères androgénétiques ont, au contraire, un cerveau plus petit que les animaux normaux, et ce non seulement en termes absolus, mais également par rapport à leur poids corporel.

Il est étonnant de voir les cellules gynogénétiques proliférer, à ce qu'il semble, au détriment des cellules normales et engendrer chez les chimères un télencéphale
plus volumineux, qui semble toutefois être anatomiquement et fonctionnellement normal.

Etonnant, parce qu'un grand nombre de gènes de ces cellules ont été inactivés (c.-à-d. tous les gènes contrôlés par l'empreinte génomique qui sont d'expression paternelle) et que d'autres, qui sont d'expression maternelle, ont été dupliqués. Cela semblerait vouloir dire que les allèles d'expression maternelle sont très importants pour le développement du télencéphale et que ceux d'expression paternelle ne le sont pas. La répartition distincte des cellules gynogénétiques et androgénétiques dans les tissus et leur effet différencié sur le développement du cerveau sembleraient indiquer que l'empreinte génomique ait joué un rôle important dans l'évolution du cerveau antérieur. La comparaison de ces structures, au développement desquelles contribuent de façon différenciée les gènes sous contrôle génomique maternel et paternel, montre que l'évolution des mammifères s'est accompagnée d'un remodelage du cerveau.

Au fur et à mesure que l'ordre des mammifères évoluait des spécimensinsectivores vers les primates, c'est-à-dire les singes et l'homme, le néocortex et le striatum ont pris beaucoup de volume par rapport au reste du cerveau et au corps, tandis que l'hypothalamus, ainsi que des régions plus profondes du cerveau, par exemple le système limbique, régressaient. L'empreinte génomique pourrait donc avoir concouru, sur une très longue échelle de temps, à une expansion rapide et non linéaire du cerveau (et spécialement du néocortex et du striatum) par rapport à la taille des individus.

  • A - Gènes d'expression paternelle

Le fait de travailler sur des chimères androgénétiques pose toutefois un problème aux chercheurs qui étudient le cerveau et le comportement, car il est rare qu'elles vivent plus de vingt-quatre heures. Les récents travaux sur des gènes d'expression paternelle gouvernés par l'empreinte génomique(Mest et Peg1) font apparaître une remarquable similitude d'expression avec les régions du cerveau où s'accumulent les cellules androgénétiques.

Ces gènes soumis à l'empreinte génomique sont exprimés dans toutes les parties de l'hypothalamus, ainsi que dans certaines parties du système limbique. De découverte récente, ces gènes d'expression paternelle ont ceci de commun qu'ils influencent fortement le comportement maternel. Les souris chez lesquelles ces gènes ont été volontairement mutés sont indifférentes à leur progéniture, elles ne libèrent et ne nettoient qu'une petite partie des souriceaux en vue de l'allaitement. Ce qui est intéressant, c'est qu'il s'agit ici de gènes uniquement exprimés à travers la lignée paternelle, mais que cette expression a sur le cerveau de la femelle une action qui influence son instinct maternel. Pour intéressantes que soient ces découvertes, qui font apparaître sous un jour nouveau certains aspects de l'évolution du cerveau et du comportement humain, il convient toutefois de se garder d'une interprétation par trop simpliste.

Les gènes sous contrôle de l'empreinte génomique sont, pour la plupart, des gènes de régulation qui modulent l'expression d'autres gènes. Ils font, autrement dit, partie du génome et ne fonctionnent pas isolément. Considérer la fonction des gènes en les isolant du génome serait aussi absurde que de vouloir comprendre le fonctionnement du cerveau à partir d'un seul neurone. Il est néanmoins intéressant de noter que le remodelage du cerveau qui s'est fait sous l'action de l'empreinte génomique et sous l'influence des différences de comportement mâle-femelle a amélioré l'efficacité des hormones sexuelles en faveur de leurs vertus «socialisatrices».

Une étude montre que l'on observe sur les scans cérébraux de femmes postménopausiques sous œstrogènes des signes distincts d'activité lorsqu'on demande à celles-ci de se rappeler des séries de mots ou de figures abstraites. Quand on compare leurs scans avec ceux des femmes recevant un placebo, on s'aperçoit que l'activité cérébrale est plus grande chez les femmes sous œstrogènes, avec une prédominance de l'hémisphère gauche lorsqu'elles mettent ces mots ou ces figures en mémoire et une prédominance de l'hémisphère droit lorsqu'elles les restituent.

Cette étude montre que les œstrogènes modifient la façon dont l'information circule dans le cerveau et Sally Shaywitz constate que les différences ressemblent à celles que l'on peut observer lorsqu'on compare des sujets jeunes à des sujets plus âgés. Voilà qui devrait encourager davantage encore les femmes qui envisagent un traitement de substitution hormonale et qui conduit aussi à s'interroger sur les effets que les œstrogènes, et peut être aussi d'autres hormones sexuelles, pourraient exercer sur le cerveau dès l'âge de la puberté. Pour tenter de répondre à cette question, Sally Shaywitz mène actuellement une étude longitudinale chez des personnes se situant dans cette tranche d'âge. Cette recherche prolonge les travaux que Sally Shaywitz, son mari le Dr Bennet Shaywitz et leur équipe de Yale, consacrent depuis plusieurs années à la dyslexie. Ces travaux ont pour but d'étudier les circuits neuronaux sous-tendant la lecture et de permettre de comprendre les altérations de ces circuits aboutissant à la dyslexie. On sait aujourd'hui que le traitement du langage a pour préalable la capacité à décomposer les mots en phonèmes, qui sont la plus petite unité du langage parlé. Lire, c'est segmenter le mot écrit en phonèmes le composant et que représentent les lettres. La dyslexie résulte d'une incapacité du cerveau à opérer cette segmentation. Sally Shaywitz fait observer que l'une des régions du cerveau dont l'activité était renforcée chez les femmes sous œstrogènes – le lobe pariétal inférieur – est la même que celle dont elle a démontré qu'elle intervenait dans le stockage de l'information phonologique.

"Nous pensons que les œstrogènes pourraient avoir un rapport avec la lecture, explique Sally Shaywitz, et l'observation selon laquelle les œstrogènes augmentent l'activité d'une région du cerveau dont dépend le stockage de l'information phonologique est une découverte qui conforte considérablement cette hypothèse."

La guerre des sexes aurait-elle pour nouveau théâtre le cerveau ?«Les hommes sont plus doués pour certaines choses, les femmes pour d'autres, dit Ruben Gur, et notre rôle est de comprendre pourquoi. » L'une des raisons d'étudier les différences homme – femme existant sur le plan cérébral est d'ouvrir aux chercheurs des pistes sur la façon de traiter despathologies cérébrales bien déterminées, que l'on rencontre plus souvent chez l'un que chez l'autre. Par exemple la schizophrénie, plus fréquente chez l'homme que chez la femme. «Nous devons apprendre à nous aider les uns les autres», dit-il en guise de conclusion.


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