Des effets des facteurs socio-économiques sur le cerveau des enfants

Cette semaine paraît dans Nature Neuroscience une étude montrant, sur plus de 1000 enfants, que le revenu et le niveau d'éducation de leurs parents sont corrélés avec certaines de leurs propriétés cérébrales, en l'occurrence la surface de leur cortex cérébral, particulièrement dans certaines régions, et le volume d'une structure appelée l'hippocampe.

J'ai déjà commenté cet article pour New Scientist et pour le Monde, mais comme seule une fraction de mes commentaires ont été conservés, et comme cet article est d'interprétation délicate, je mets ici l'intégralité de mes commentaires. La plupart sont en anglais, je m'en excuse, j'essaierai de prendre le temps de les traduire.
J'en ajouterai peut-être au fil des commentaires et questions reçus.

What kind of an effect is socioeconomic status known to have on cognitive abilities? 

SES is known to be associated with a wide range of cognitive abilities: especially language abilities, but also working memory, executive function. As a consequence it is also associated with IQ, which summarizes all these abilities.

What do you think of this paper? Are you convinced by the associations they have found? How does it compare with any other studies looking for brain structural differences associated with socioeconomic status?

Previous studies have found similar associations between SES and various aspects of children’s brain structure, but this one provides the strongest results so far, because of its large population. It is also the only one to control for genetic ancestry, which was a potential confounding factor in other studies.

The main weakness of this study is that it still fails to fully account for genetic variations, in spite of having the relevant genetic data. Thus it leaves open the possibility that at least part of the associations observed between parental SES and child brain might not be an environmental effect, but might instead be mediated by genetic transmission between parents and children. The most likely reason for not taking genetic variation into account in this analysis is that this would probably require an even larger population to be statistically valid.

How seriously can we take studies like these without experimental evidence to back them up?

Sure, experimental evidence in humans is lacking. But obtaining it would imply randomly allocating young children to strictly controlled, more or less favourable environments. That’s not possible for obvious reasons. However such experiments have been carried out in rats and in other species, and shown consistent results. In particular, it is well-established that stressful early environments lead to a decreased hippocampus volume, and that stimulating cognitive environments have effects on various aspects of brain growth. Thus there are good reasons to believe that at least some of the correlations reported in this study reflect genuine causal relationships.


Why might education and income have such an effect on cortex surface area? What kinds of factors and mechanisms might be responsible?

Parental education and income are so-called distal factors. They do not exert a direct effect on the child’s brain, but they are associated with a variety of factors that do. They include: fetal exposure to drugs, toxins, and infections, birth term, weight and complications, fetal and child nutrition, access to medical treatment, cognitive stimulation in the home and in the school environments…

Why should these factors affect cortical surface? Basically cortical surface is just a measure of brain size. Certain factors, by stimulating certain cognitive abilities, may drive the corresponding cortical regions to grow more (or faster). Other factors may on the contrary inhibit the growth of certain regions. For the most part the precise mechanisms are not known. But in certain cases (like the effect of stressful environments on the hippocampus) they have been dissected in great detail in rodents, and there is every reason to think that the same mechanisms apply in humans.



Quelles conséquences peut-on en tirer sur le plan de la prise en charge, notamment scolaire, des enfants de milieux défavorisés? 

D'abord notez que c'est l'association entre niveau socio-économique (SES) et développement cognitif (connue depuis longtemps) qui a des implications. Le fait qu'on en connaisse mieux aujourd'hui les corrélats cérébraux n'y change rien.
En gros, le
SES est associé à 2 types de facteurs, biologiques précoces et socio-éducatifs. Pour les premiers, il faut s'assurer que les populations défavorisées soient bien prises en charge médicalement et bien conseillées, pendant la grossesse, autour de la naissance et après. Globalement ce qui est fait en France est déjà pas mal, comparé aux USA, même si on pourrait faire mieux, notamment au niveau de la prévention des facteurs de risque (exposition précoce aux drogues par exemple) et de la guidance parentale.
Pour les seconds, nous avons la maternelle, qui est vraiment un point fort français. Mais les enfants sont déjà inégaux en arrivant à la maternelle. D'où les programmes de stimulation cognitive et langagière inventés aux USA pour les crèches et autres lieux d'accueil de la petite enfance. Programmes évoqués récemment par Terra Nova, mais qui ont reçu un accueil glacial de la part des professionnels, pour des raisons purement dogmatiques à mon sens.

Ce n'est tout de même pas une grande découverte que de montrer l'influence de l'environnement sur le cerveau

Il y a bien un sens dans lequel ces résultats sont triviaux (ou du moins prévisibles): dans la mesure où l'environnement a une influence sur le développement cognitif, c'est qu'il a une influence sur le développement cérébral. Cela découle simplement du fait que le cerveau est l'organe de la cognition, et du rejet du dualisme. Mais il n'était pas gagné d'avance d'arriver un jour à observer, in vivo, de telles modifications cérébrales, à l'aide d'outils tels que l'IRM.

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