Puberté: ce qui se passe dans le cerveau des adolescents

Non seulement le travail de remodelage physique et mental est dramatique – le cerveau subit également d’énormes changements pendant la puberté. En utilisant les méthodes les plus modernes, les chercheurs du cerveau recherchent les fondements neurologiques de l’insouciance juvénile.

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Les processus dans le cerveau

Le psychologue Peter Uhlhaas s’intéresse particulièrement au cerveau lorsqu’il est en décalage; par exemple chez les patients schizophrènes. Les sujets de l’étude actuelle d’Uhlhaas sont cependant tout à fait normaux – au moins aussi normaux que vous pouvez l’être à 15, 16 ans. Le scientifique de l’Institut Max Planck pour la recherche sur le cerveau à Francfort commande des lycéens au « Brain Imaging Center » de l’université. Il colle des électrodes sur leur front et leurs joues pour mesurer les mouvements oculaires. Ensuite, les adolescents s’assoient sur une sorte de chaise de dentiste et leurs têtes disparaissent dans un tube qui ressemble à une hotte de séchage surdimensionnée – le cœur de ce qu’on appelle l’encéphalographe magnétique (MEG). Des capteurs très sensibles mesurent les champs magnétiques générés par les ondes cérébrales: le MEG peut visualiser les processus dans le cerveau qui se déroulent en un millième de seconde.

Entre 15 et 17 ans, il y a du chaos dans la tête

Uhlhaas examine les réseaux fonctionnels: ces groupes de cellules nerveuses qui se déclenchent en synchronisation avec certaines tâches mentales, même s’ils sont séparés spatialement dans différents centres du cerveau. Cette synchronisation neuronale est une condition préalable importante pour les fonctions cérébrales supérieures telles que la reconnaissance des visages. Uhlhaas a placé des sujets d’âges divers – de six ans à l’âge adulte – devant des visages aliénés et a enregistré les ondes cérébrales. Résultat: plus les participants au test étaient âgés, plus ils reconnaissaient les visages avec précision; et les cellules nerveuses avaient également des vibrations coordonnées et à haute fréquence. Un seul groupe est tombé hors de la grille: Uhlhaas a observé des éruptions cutanées complètement chaotiques et moins synchronisées chez les adolescents entre 15 et 17 ans, dans la phase haute de l’adolescence.

Pas l’enfant devient fou, mais ses petites cellules grises

Il semble que le cerveau des adolescents soit en ruine. Pour les parents d’adolescents rebelles, cela devrait être un message à respirer profondément: ce n’est pas l’enfant qui devient fou, mais ses petites cellules grises. La guilde des chercheurs du cerveau a développé un tout nouveau domaine de recherche à partir de cela depuis plusieurs années. Dans son étude étudiante, par exemple, le psychologue Uhlhaas examine les jeunes peu de temps avant, pendant et peu après la puberté; il veut étayer ses conclusions avec des tests plus compliqués que la reconnaissance faciale. « Pendant longtemps, on a cru que le cerveau humain était mature à environ douze ans », explique le scientifique: « En vérité, il y aura un énorme changement après cela. »

Les maladies mentales surviennent particulièrement souvent à l’adolescence

Ce n’est pas un hasard si un chercheur en schizophrénie comme Uhlhaas a découvert lui-même la puberté: de nombreuses maladies mentales se développent à l’adolescence. La schizophrénie n’est qu’un exemple – l’adolescence est également la phase critique de l’apparition de la dépression, des troubles de l’alimentation ou des troubles anxieux. Le cerveau n’est guère plus vulnérable qu’en cette période de refonte générale. « Il est évident que la clé de nombreuses maladies réside dans la phase de transformation du cerveau à l’adolescence », explique le scientifique Uhlhaas. « Je pense que c’est incroyable que vous n’y ayez pas pensé plus tôt. » Cela peut également être dû au fait que la science ne comprend que progressivement l’ampleur réelle des travaux de rénovation. Non seulement la communication entre les cellules nerveuses change pendant la puberté – c’est la partie du puzzle qu’Uhlhaas étudie avec ses études MEG. Le cerveau des adolescents est également renouvelé anatomiquement. Et d’importants systèmes émetteurs (comme celui de la dopamine messagère, qui joue un rôle dans le système de récompense du corps) ne mûrissent pleinement qu’à l’adolescence.

Des images du jeune cerveau révèlent un chantier de construction étonnamment grand

Aucun chercheur ne connaît mieux l’architecture du cerveau en pleine croissance que le psychiatre américain Jay Giedd. Le scientifique barbu a maintenant poussé des milliers d’adolescents dans ses scanners d’IRM à l’Institut national de santé mentale à Bethesda, Maryland, et a examiné leurs têtes. Ses images 3D du jeune cerveau révèlent un chantier de construction aux proportions étonnantes. Giedd a été le premier à montrer que la matière grise – elle forme les cellules nerveuses du cortex cérébral – a connu une immense poussée de croissance dans les années précédant la puberté, la seconde après la petite enfance. Mais avec le début de la puberté, Giedd a constaté que des milliards de ces cellules et points de contact meurent à nouveau. Jusqu’à 30 000 connexions nerveuses périssent dans ce processus de sélection – par seconde! Ceux qui sont rarement utilisés sont éliminés: « Utilisez-le ou perdez-le » est la devise. Le cerveau se détache apparemment du dérangeant pour être apte aux défis de la vie adulte. Giedd croit que ce qui est lest et ce qui ne l’est pas est déterminé par le style de vie: « Vous décidez par vous-même des connexions permanentes dans votre cerveau », il prêche à ses sujets de test et devient assez moral: « Voulez-vous le faire mûrir par le sport, en jouant un Des instruments de musique ou en résolvant des problèmes mathématiques? Ou en étant allongé sur le canapé devant la télévision?  »

Toutes les régions du cerveau ne mûrissent pas aussi rapidement

En même temps que la diminution des cellules grises, comme le montrent les images de Giedd, la soi-disant matière blanche du cerveau occupe un espace énorme. Il fournit les gaines de myéline riches en graisses qui se nichent autour des câbles nerveux comme une couche isolante et améliorent leurs performances. Une fibre myélinisée conduit les impulsions des cellules nerveuses beaucoup plus rapidement qu’une fibre sans membrane grasse. Le cerveau adolescent augmente sa puissance de calcul jusqu’à 3000 fois. Cependant, toutes les parties de l’organe pensant ne mûrissent pas en même temps: les travaux de construction dans les domaines responsables de la perception et du contrôle des mouvements dans le cortex sensoriel et moteur sont achevés relativement rapidement. Ceci est suivi par l’ajustement fin des régions qui contrôlent la langue et l’orientation spatiale.

Voilà pourquoi les adolescents agissent plus impulsivement

Le centre de commandement supérieur du cerveau de tous les temps prend son temps: de nombreuses années, parfois atroces, passent avant que tout se passe bien dans le cortex préfrontal. Le psychiatre Giedd estime que la maturation du front se poursuit même au-delà de 20 ans. Ce phénomène pourrait expliquer tant de balades avec la BMW de Papa, tant d’excès d’alcool: Le volet frontal est responsable des travaux pratiques quotidiens tels que la planification ou l’évaluation des conséquences d’une action. « Je crois que le lobe frontal ne fonctionne pas toujours correctement chez les adolescents », explique la psychologue Deborah Yurgelun-Todd de l’hôpital McLean à Belmont, Massachusetts. Elle a montré des images d’adolescents et d’adultes de visages déformés par la peur et en même temps mesuré leurs ondes cérébrales. Résultat: alors que la plupart des adultes pouvaient interpréter l’émotion montrée comme de la peur, étonnamment de nombreux adolescents avaient tort. Et tandis que les adultes avaient beaucoup d’activité dans le front, ce changement de prudence semblait étrangement non impliqué chez les adolescents. Ils ont tiré beaucoup plus de neurones dans la zone du noyau d’amande du diencéphale, une structure de développement plus ancienne qui contrôle principalement les réactions inconscientes. « Cela pourrait être une raison pour laquelle les jeunes agissent souvent plus impulsivement que les adultes », conclut Yurgelun-Todd.

Le risque de mourir d’une mort accidentelle n’est jamais plus grand

Le système de dopamine immature, d’autre part, peut cacher la réponse à la question de savoir pourquoi certains jeunes préfèrent se mettre dans des situations difficiles: pendant la restructuration, environ 30% des récepteurs du messager de la bonne fortune sont temporairement perdus dans le cerveau – ce qui était précédemment enregistré comme excitant apparaît soudainement stupide, le coup de pied doit être beaucoup plus gros pour créer le même bonheur qu’avant la puberté. Jamais avant et jamais plus tard dans la vie, le risque de mourir d’une mort accidentelle est plus grand qu’à l’adolescence.

Expériences de drogue particulièrement dangereuses à l’adolescence

Quiconque expérimente des médicaments trop négligemment peut causer des dommages permanents. « Le tractus dopaminergique est le dernier à mûrir dans le cerveau », explique le biologiste de Bielefeld Gertraud Teuchert-Noodt, expert des systèmes émetteurs dans le développement du cerveau. «Jusqu’au début des années 20, l’abus de drogues peut les confondre pour toujours.» L’observation du neuropharmacologue Michael Koch va dans ce sens: le chercheur basé à Brême a injecté aux rats une drogue de cannabis synthétique pendant la puberté. Même à l’âge adulte, les stoners ont montré des changements importants dans le système de dopamine, ils sont devenus oublieux et manquaient de motivation. Transférée à l’homme, estime Koch, cette suractivation chronique du système dopaminergique dans une phase sensible pourrait également conduire les gens à rechercher des drogues dures plus tard dans la vie.

Le début de la puberté

La recherche sur le cerveau peut maintenant expliquer même la tendance soudaine des jeunes à sortir longtemps le soir et, le cas échéant, à ne se torturer que hors du lit pour la première leçon. Lorsque la puberté commence, la glande pinéale du cerveau libère l’hormone mélatonine, la personne physiologiquement fatiguée, deux heures plus tard chaque jour qu’auparavant; le rythme revient en arrière. C’est également une cascade d’hormones qui donne le signal de départ de la puberté: les cellules de l’hypothalamus, un centre de contrôle important dans le mésencéphale, forment la neurokinine B messagère, qui déclenche à son tour la production d’une substance appelée hormone de libération des gonadotrophines. Grâce à d’autres étapes intermédiaires, cette substance signale aux testicules et aux ovaires que le moment est venu d’inonder le corps en croissance de testostérone et d’œstrogènes. Dans le même temps, les hormones de croissance garantissent une poussée des enfants de 7 à 9 centimètres par an.

Quand commence la phase?

Même si cela arrive à de nombreux parents – de nos jours, ils n’ont pas à gérer l’adolescence de leur progéniture beaucoup plus tôt que leurs parents. Depuis 1960, les filles européennes ont eu leurs premières menstruations en moyenne vers douze ans et demi. Cent ans plus tôt, cette soi-disant ménarche n’a eu lieu que vers l’âge de 17 ans, principalement en raison de la mauvaise nutrition des jeunes filles à la fin du XIXe siècle: un pourcentage de graisse corporelle d’environ 17% doit être atteint pour que le processus de maturation puisse commencer. La plupart des garçons ont la puberté entre 12 et 15 ans, donc en moyenne ils sont un peu plus tard que les filles.

La maturité sexuelle précoce ou tardive a des ramifications pour la vie

Cependant, que la maturité sexuelle survienne tôt ou tard a des ramifications pour la vie. C’est ce que la psychologue du développement Jena Karina Weichold a découvert, qui dirige l’une des plus grandes études longitudinales sur le sujet de la puberté. Weichold et son équipe ont accompagné un groupe de 66 jeunes filles pendant dix ans. Les chercheurs ont filmé les jeunes de 23 ans lors de discussions avec leurs mères, mesuré les ondes cérébrales et les niveaux d’hormones de stress, emballé des appareils GPS dans leurs sacs à dos pour voir où ils passaient leur temps libre. L’enquête a toutefois consisté en des enquêtes régulières et détaillées. «Il y a clairement des conséquences, que quelqu’un soit en avance ou en retard», explique Weichold: par exemple, les filles qui ont eu leurs premières menstruations à l’âge de onze ans développent une relation difficile à long terme avec leur mère, fondent une famille plus tôt, changent de partenaire plus souvent et réussissent souvent moins bien sur le plan professionnel que leurs pairs. « Ces filles ont dû grandir trop tôt », explique Weichold, « en même temps, les mères ont tendance à garder leurs filles prématurées particulièrement courtes – cela conduit à des conflits ».

« A la puberté, les enfants disparaissent dans un brouillard émotionnel »

Les parents d’adolescents rebelles pourraient se sauver beaucoup de souffrance et de contrariété, estime l’expert de la puberté Ralf Dawirs d’Erlangen, s’ils se manifestent en temps utile, pour lesquels toute la cruauté est bonne: « La puberté a pour but que l’adolescent se dissocie émotionnellement des parents » explique l’auteur du livre. C’est « une nécessité biologique, sinon elle ne peut pas grandir ». La polémique, la volonté de prendre des risques, la différenciation de l’ancien – ce qui est perçu comme dérangeant aujourd’hui, était essentielle pour survivre sur de longues périodes de l’histoire humaine, selon Dawirs. « Il y a un million et demi d’années, la plupart des parents sont morts lorsque les enfants ont atteint la puberté », dit-il: « C’était le vrai moment de l’âge adulte ». La volonté de traverser les frontières pour se développer était une qualité importante à l’époque – « aujourd’hui, les jeunes vivent souvent cette phase comme un temps d’interdiction par les parents qui, à 40 ans, à juste titrene veulent pas encore démissionner « . Personne ne le demande non plus.