Est-il possible de régénérer les cellules du cerveau?

Par Health 1+1 & Marina Zhang
2 octobre 2022 18:08 Mis à jour: 2 octobre 2022 18:08

Pendant de nombreuses décennies, on a enseigné aux neurologues et aux étudiants en médecine que la neurogenèse, c’est‑à‑dire la formation de nouvelles cellules cérébrales, n’existe pas dans le cerveau adulte.

On pensait que, lorsque les cellules d’autres organes mouraient, elles étaient remplacées par de nouvelles cellules, alors que le cerveau était considéré comme un organe spécial où les neurones, une fois morts, sont perdus à jamais.

Cette croyance tirait son origine de propos de Santiago Ramon y Cajal, connu comme le père des neurosciences modernes.

Le Dr Cajal a écrit en 1928 qu’« une fois le développement terminé, les sources de croissance et de régénération (…) s’éteignent irrévocablement. Dans les centres adultes, les voies nerveuses sont (…) fixes, terminées (…) tout meurt, rien ne peut être régénéré ».

Cependant, à partir des années 1960 jusqu’aux années 1990, il n’était plus possible pour les neurologues de balayer de nier l’existence de la neurogenèse à l’âge adulte alors que des recherches prouvaient son existence.

Le concept de neurogenèse adulte a donc été établi comme un domaine de recherche.

Dix ans plus tard, les scientifiques ne savent toujours pas si le cerveau peut réellement régénérer des cellules nerveuses, et la recherche demeure controversée.

La plupart des résultats de recherche soutiennent le concept de neurogenèse, alors que d’autres non.

La neurogenèse, un domaine de recherche controversé

La neurogenèse existe‑t‑elle ?

Pour le Dr Orly Lazarov de l’Université de l’Illinois à Chicago, qui compte plus de 20 ans de recherche dans ce domaine, la réponse est oui.

« Je dirais que beaucoup de preuves suggèrent que la neurogenèse existe », a déclaré Dr Lazarov lors d’un appel téléphonique à Epoch Times.

Son équipe de recherche a mis en évidence l’existence d’une neurogénèse dans l’hippocampe (le centre de la mémoire) chez des personnes très âgées, dont certaines avaient entre 70 et 90 ans.

Les chercheurs ont réalisé une autopsie du tissu cérébral de 18 personnes âgées de 79 à 99 ans, et dont 10 étaient atteintes de la maladie d’Alzheimer.

L’équipe a constaté que les tissus de l’hippocampe prélevés sur 17 des 18 échantillons présentaient des marqueurs protéiques communs aux neurones qui prolifération et 14 échantillons présentaient également des marqueurs de cellules souches neurales (Sox2+).

Les cellules souches neurales sont des cellules cérébrales progénitrices qui peuvent se différencier en divers types de cellules cérébrales, dont les neurones. Par conséquent, la présence de marqueurs pour ces cellules dans le cerveau indique une possible génération de neurones.

Certains des tissus cérébraux contenaient également des marqueurs communs à des neurones déjà différenciés, mais encore immatures, suggérant la présence de cellules récemment générées, chez les individus plus âgés.

Malgré les preuves de neurogenèse, les chercheurs ont noté que les individus âgés et souffrant de maladies cognitives présentaient des marqueurs de formation de cellules cérébrales significativement moindres par rapport aux tissus cérébraux prélevés chez des individus plus jeunes.

« Chez l’humain, la neurogenèse décline avec l’âge et le vieillissement, [mais] elle existe, pour [toute] la vie, dans un cerveau humain », explique le Dr Lazarov.

Toutefois, les conclusions du Dr Lazarov peuvent être contestées, raison pour laquelle ce domaine scientifique demeure controversé. Bien que les recherches de cette dernière se concentrent sur les marqueurs principalement présents dans les jeunes neurones progéniteurs, dans de rares cas, il est possible que ces marqueurs soient présents dans les neurones matures. Ainsi, cela ne constituent pas nécessairement une preuve directe de neurogenèse.

Par ailleurs, une étude menée en 2022 sur les gènes activés dans les neurones de différentes espèces a révélé que les gènes liés à la neurogenèse étaient activés dans l’hippocampe de souris, de singes et de porcs adultes, mais que cette activation était négligeable chez l’homme.

Une activation génétique associée à la prolifération et à la différenciation cellulaire n’a été détectée que dans une seule cellule humaine.

Néanmoins, d’autres études suggérant la présence de neurogenèse chez l’adulte constatent que dans l’amygdale, qui est le centre des émotions, la lipofuscine, un pigment qui s’accumule dans les neurones vieillissants, était absente dans plus de 3% des neurones.

Cela montre qu’environ 3% des neurones étaient susceptibles d’être plus jeunes que l’individu, indiquant la génération de nouveaux neurones au cours de la vie.

En tant que domaine de recherche en développement, la régénération du cerveau demeure controversée. Toutefois, toujours plus de preuves scientifiques penchent en faveur de sa reconnaissance.

Illustration (Lucky Business/ShutterStock)

La neurogenèse chez l’enfant et chez l’adulte

Tout au long de la vie, nous passons par deux étapes de neurogenèse.

La première étape est celle de l’embryon, où se forment tous les neurones dont nous aurons besoin au cours de notre vie. Cela inclut les neurones du cerveau, de la moelle épinière et des muscles.

Ces neurones sont responsables non seulement de l’apprentissage, de la mémoire et de la motricité, mais aussi des mouvements volontaires et involontaires, tels que la respiration, les postures, les sensations et la circulation, parmi de nombreuses autres fonctions.

Au moment de la naissance, les bébés sont dotés de deux fois plus de neurones que les adultes. Des études récentes indiquent que de nouvelles cellules cérébrales se forment au cours des premières années de la vie, mais à un rythme qui diminue rapidement.

Au cours des premières années de la vie, les neurones formés dans l’embryon seront progressivement affinés et ajustés au fur et à mesure que les bébés apprennent leurs premiers mots, font leurs premiers pas et apprennent différentes activités.

Les neurones jugés nécessaires seront renforcés et allongés, et multiplieront les points de connexion avec d’autres neurones. À l’inverse, les cellules jugées inutiles seront affaiblies et éliminées.

La littérature médicale explique généralement que le cerveau atteint sa pleine maturité vers l’âge de 25 à 26 ans.

À l’âge de 6 ans, le volume de la matière grise (neurones) aura atteint son maximum. À l’âge de 28 à 29 ans, le volume de la matière blanche (gaine de myéline qui enveloppe et isole les neurones) sera maximal.

Le cerveau commence à rétrécir entre la trentaine et la quarantaine. Ce rétrécissement s’accélère lorsque les personnes atteignent la soixantaine.

Alors que la neurogenèse dans l’embryon forme la structure des neurones qui deviendra progressivement un cerveau, les études sur la neurogenèse chez l’adulte indiquent que les neurones formés à l’âge adulte relèvent principalement de l’apprentissage, de la mémorisation et de l’humeur.

Selon la littérature médicale actuelle, les régions propices à la neurogenèse sont situées dans la zone sous‑ventriculaire latérale du cerveau, le gyrus denté de l’hippocampe et l’amygdale, bien que des cellules capables de neurogenèse aient également été détectées ailleurs.

Le Dr Lazarov a principalement concentré ses recherches sur l’hippocampe, une structure qui porte ce nom en raison de sa forme et qui est située au plus profond du cerveau. Cette dernière joue un rôle très important dans la formation de la mémoire et la régulation de l’humeur.

Le Dr Lazarov a découvert que la génération de cellules cérébrales dans le gyrus denté de l’hippocampe pouvait être cruciale pour la mémoire et la capacité à s’orienter dans l’espace.

En stimulant un gène de mort neuronale chez des souris, la chercheuse a constaté que ces dernières perdaient leur mémoire de reconnaissance, c’est‑à‑dire leur capacité à reconnaître des événements et des objets connus antérieurement. Ce phénomène est facilement vérifiable en examinant l’absence de réaction de peur au conditionnement à la peur.

D’autres expériences du Dr Lazarov ont montré qu’en supprimant la neurogenèse par la stimulation de la mort neuronale chez les souris, celles‑ci perdaient leur mémoire spatiale (la capacité à s’orienter dans une ville), leur mémoire de reconnaissance (savoir qu’il faut éviter la même marche sur laquelle on a trébuché la veille), leur mémoire de reconnaissance des formes (choisir son vélo parmi les nombreux vélos dans un hangar) et leur mémoire associative (savoir que le chocolat est brun et a un goût sucré).

Ce que la régénération des cellules cérébrales signifie pour le cerveau

Les recherches sur la neurogenèse suggèrent que la génération de cellules cérébrales pourrait prévenir les troubles cérébraux et neuronaux.

Selon l’étude du Dr Lazarov, précédemment mentionnée, mettant en jeu des souris prédisposées à la maladie d’Alzheimer, le fait de placer les souris dans des environnements enrichis de stimulis augmentait la neurogenèse et réduisait la perte neuronale de l’hippocampe.

Les souris placées dans les environnements stimulants généraient plus de neurones que les souris ayant la même disposition génétique placées dans les environnements moins stimulants. À mesure qu’elles vieillissaient, la maladie d’Alzheimer semblait moins apparaître chez ces souris, avec une accumulation plus faible de la protéine bêta‑amyloïde (indicatrice de cette maladie).

L’étude la plus récente du Dr Lazarov sur les rongeurs révèle qu’en renforçant la neurogénèse, des souvenirs précédemment « perdus » peuvent être récupérés.

Par exemple, une souris peut avoir connu un chemin pour parcourir une certaine structure, mais avoir « perdu » ce souvenir une fois que ce sont développer les symptômes de la maladie d’Alzheimer.

Toutefois, lorsque l’équipe du Dr Lazarov a stimulé la neurogenèse, la mémoire a été « sauvée » et rendue à la souris.

Cela s’explique par le fait que lorsque de nouveaux neurones sont fabriqués, ils sont utilisés dans des réseaux spécifiques qui stockent une mémoire précédemment formée.

Par conséquent, la neurogenèse peut aider à récupérer une mémoire « perdue » qui est toujours présente, mais qui est en quelque sorte inaccessible.

« Nous avons montré que le déficit de nouveaux neurones dans la maladie d’Alzheimer joue, du moins en partie, un rôle majeur dans les pertes de mémoire et que, dès que le nombre de nouveaux neurones est augmenté, nous sommes en mesure de sauver cette mémoire », déclare le Dr Lazarov.

« Les nouveaux neurones soutiennent le groupe de neurones essentiel au stockage des nouveaux souvenirs (…) comme le niveau de neurones dans l’hippocampe est réduit [chez les personnes atteintes de] la maladie d’Alzheimer, il pourrait s’agir d’un mécanisme par lequel la mémoire n’est (…) pas stockée correctement et conduisant au fait qu’elle ne peut pas être récupérée correctement. »

Mis à part le rôle de la neurogénèse dans la prévention des pertes de mémoire associées à la vieillesse, d’autres études montrent que cette dernière pourrait également améliorer l’humeur.

Une réduction de la neurogenèse a été associée à la dépression et à une augmentation de l’anxiété chez la souris.

Puisque la perte de mémoire va de pair avec le processus de vieillissement, la neurogenèse pourrait ralentir le vieillissement du cerveau.

Le Dr Lazarov déclare que, dans le futur, son équipe pourrait être en mesure de mettre au point un médicament stimulant la neurogenèse. Les gens pourraient le consommer avant de présenter les symptômes de la maladie, afin de retarder son apparition.

Des scientifiques ont découvert une molécule appelée « facteur neurotrophique dérivé du cerveau » (brain derived neurotrophic, BDNF), une protéine présente dans le cerveau et la moelle épinière. Cette dernière soutient les neurones en contribuant à leur croissance, à leur maturation et à leur maintien. La protéine est liée à une prolifération accrue des neurones et possiblement, à la génération de nouveaux neurones.

Les personnes dont le sang contenait les plus grandes quantités de trois antioxydants clés étaient moins susceptibles de développer une démence, toutes causes confondues, que celles dont le sang présentait des taux plus faibles de ces nutriments. (ShutterStock)

Comment augmenter la neurogenèse

Le médicament du Dr Lazarov est encore loin d’être au point. Toutefois, des moyens naturels existent pour stimuler la vitalité et le bien‑être de votre cerveau.

Le sommeil

Une bonne nuit de sommeil réparateur favorise et stimule la neurogenèse, permettant aux neurones de se réorganiser et de former de nouveaux réseaux. Un sommeil réparateur facilite également l’élimination des déchets du cerveau. Bien que le fait de raccourcir son sommeil une nuit a peu d’effet sur le taux de prolifération neuronale, des études sur des rats montrent qu’un déficit de sommeil à long terme est lié à une réduction de la neurogenèse. Il n’est pas non plus recommandé de trop dormir. Des études sur le sommeil excessif suggèrent que trop dormir peut réduire les capacités cognitives et la prise de décision. Un adulte en bonne santé a besoin d’environ 7 à 9 heures de sommeil réparateur. Les bébés, les enfants et les adolescents ont besoin de plus de temps.

Exercice physique

Il a été démontré que les exercices augmentent les protéines BDNF chez les rats, en particulier les exercices de haute intensité réalisés par intervalles.

Des études sur des souris ont montré que l’exercice anérobie (type d’exercice qui décompose le glucose sans utiliser d’oxygène) à intervalles courts augmentait les niveaux de BDNF et stimulait la neurogenèse. Selon une autre étude menée chez des patients atteints du syndrome métabolique (un syndrome caractérisé par un tour de taille important en raison d’un excès de graisse abdominale), les exercices de haute intensité réalisés par intervalles, et associés à un régime pauvre en glucides et à un régime « paléolithique » (régime riche en viandes maigres, poisson, fruits, légumes, noix et graines), amélioraient la cognition.

Le jeûne intermittent

Selon des études menées sur des souris, le fait de jeûner pendant au moins 12 heures augmentait les marqueurs de la neurogenèse dans l’hippocampe. Chez l’humain, le jeûne augmente la libération d’hormones de croissance. Ces hormones réduisent l’inflammation et favorisent l’autophagie (nettoyage et élimination des déchets), favorisant la réparation cellulaire et la neuroprotection. Des études, réalisées sur des patients souffrant de troubles cérébraux, ont montré que, dans les cas de déficience cognitive légère, le jeûne peut réduire les protéines précurseurs de l’amyloïde et améliorer le fonctionnement cognitif général. Il a également été démontré que le jeûne intermittent réduit la fréquence et la gravité des crises d’épilepsie.

Nutrition

Selon la littérature scientifique (pdf), les acides gras oméga‑3, les polyphénols (anthocyanines, curcumine, cabalamine (vitamine B12) et la vitamine E sont des neuroprotecteurs et réduisent les dommages neuronaux. Les acides gras oméga‑3 et la cobalamine (couramment retrouvée dans le poisson et la viande) sont anti‑inflammatoires et sont nécessaires à la formation de nouveaux neurones et neurotransmetteurs, respectivement. L’anthocyanine (présente dans les myrtilles) est un antioxydant qui prévient les lésions cellulaires des neurones. La curcumine, obtenue à partir du curcuma, s’est avérée capable de réduire les plaques bêta‑amyloïdes, un marqueur de la maladie d’Alzheimer.

L’apprentissage

Apprendre quelque chose de nouveau augmente la plasticité cérébrale, c’est‑à‑dire la capacité du cerveau à s’organiser et à former de nouveaux réseaux et points de connexion entre les neurones. Des études réalisées sur les chauffeurs de taxi ont montré que ces derniers ont un volume hippocampique plus important que les non‑conducteurs. L’apprentissage d’un instrument de musique a également été associé à une meilleure plasticité cérébrale, car il requiert une modulation entre les régions visuelles et sensorielles du cerveau.

Les émotions positives

Les émotions positives peuvent également stimuler la neurogenèse. Des études menées sur des rats ont montré que les rats qui étaient chatouillés (émotion positive) pendant 5 minutes chaque jour présentaient une neurogenèse accrue par rapport aux rats qui ne l’étaient pas. Il a été démontré que les hormones associées aux émotions positives, telles que l’ocytocine (hormone de l’amour) et les endorphines (hormone euphorique et analgésique souvent libérée en cas de douleur ou après avoir fait de l’exercice), augmentent et modulent la neurogenèse chez la souris.

Le temps passé devant un écran, les aliments transformés, les antibiotiques, la pollution environnementale et les médicaments psychiatriques sont associés à l’obésité. (Zhang Tianle/Shutterstock)

Ce qui diminue la neurogenèse

Les drogues

À long terme, la consommation d’alcool et de drogues telles que l’héroïne, les amphétamines, la marijuana, les opioïdes et la cocaïne peut causer des dommages neurologiques. Les consommateurs de drogues de longue date présentent des modifications de la morphologie de leur cerveau, dont souvent une réduction du volume de matière grise dans le cortex préfrontal. La consommation de drogues a également été liée à une perte importante de la mémoire à court terme et à des pertes de mémoire à long terme. Des études menées sur des rats montrent que l’exposition aux drogues réduit la neurogenèse dans leur hippocampe et induit une perte de la mémoire à court terme.

Les aliments transformés

Selon des études sur le sucre raffiné, les additifs alimentaires, tels que le glutamate monosodique (MSG) et l’aspartame, ainsi que les gras trans, ces derniers peuvent altérer le fonctionnement du cerveau. Le sucre hyperactive les neurones et sa surconsommation a été associée à des déficits cognitifs chez la souris. Le glutamate monosodique et l’aspartame sont des excitotoxines, signifiant qu’ils peuvent surstimuler les neurones du cerveau et provoquer des lésions ou leur mort. Les gras trans peuvent induire une inflammation, entraînant un stress et des lésions neuronales, et ont été associées à des pertes de mémoire.

La suralimentation

L’obésité est depuis longtemps liée à la réduction des fonctions cognitives. Toutefois, selon des chercheurs, l’habitude de trop manger pourrait être la véritable responsable du déclin cognitif. Des études menées sur des souris suralimentées ont montré un volume d’hippocampe réduit chez ces dernières, indiquant une diminution de la neurogenèse.

Un mode de vie sédentaire et peu stimulant

Si l’exercice favorise la neurogenèse, il est probable que l’inverse soit également vrai. La sédentarité chez les souris a réduit les marqueurs de la croissance neuronale de leur cerveau. Des études menées sur des humains montrent que le fait de rester assis pendant de longues périodes est associé à un amincissement du lobe temporal médian du cerveau, une zone cruciale pour la mémoire. De même, il a été constaté que les enfants qui passent de longues périodes devant des écrans présentent un développement réduit de la matière blanche du cerveau, elle‑même associée à la littératie et au langage.

Les émotions négatives

Les émotions négatives, telle que la dépression, réduisent la plasticité des neurones. Des études ont montré que les personnes déprimées présentent des facteurs neurotrophiques plus faibles, une famille de protéines responsables de la croissance et de la survie des neurones. Le cerveau des personnes déprimées présente souvent des connexions neuronales altérées et un volume réduit de l’hippocampe.

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