Variations stratégiques et réorganisations cérébrales au cours du vieillissement – StratAgHem

Des effets du vieillissement sont régulièrement observés dans les tâches de mémoire et de résolution de problème. Cependant, dans certains cas les performances des sujets âgés sont proches de celles des adultes jeunes suggérant l’existence de processus compensatoires neuronaux et cognitifs dont les mécanismes restent à identifier. Les études de neuroimagerie ont permis d’identifier les activations cérébrales liées à l’âge associées à ces déficits cognitifs. Elles ont plus particulièrement établi que les adultes âgés peuvent présenter des activations dans des régions qui ne sont pas activées par les adultes jeunes réalisant la même tâche. Ce phénomène a été observé à l’aide des techniques d’IRMf et des potentiels évoqués (EEG). Ces sur-activations cérébrales sont apparues comme une découverte inattendue et importante, suggérant que le cerveau âgé présente d’importantes possibilités de réorganisation en réponse aux modifications neurobiologiques associées au vieillissement. Savoir si ce phénomène correspond à un processus fonctionnel, dysfonctionnel ou sans conséquence constitue une question d’actualité cruciale. Ces recrutements additionnels sont, dans quelques études, apparus associés à des déficits de performance suggérant une difficulté liée à l’âge dans l’activation des réseaux neuronaux appropriés. Cependant, d’autres études, en montrant qu’ils apparaissent plus spécifiquement chez les participants âgés les plus performants, indiquent qu’ils apportent un bénéfice cognitif. Trop peu d’études ont cependant tenté de relier ces sur-activations cérébrales aux performances cognitives. Une autre observation intéressante concerne le fait qu‘elles apparaissent plus particulièrement dans les tâches pour lesquelles l’investissement cognitif est le plus important, chez les sujets âgés mais aussi chez les sujets jeunes, suggérant que ce phénomène constitue une réponse « normale » à la difficulté de la tâche, non spécifique du cerveau âgé. Cependant, là encore, cette question a été très peu explorée. Enfin, la nature des mécanismes cognitifs qui sont à la base de ces possibles phénomènes compensatoires sont totalement inconnus. L’hypothèse compensatoire postule que la capacité à optimiser la performance cognitive par le recrutement de réseaux cérébraux alternatifs reflète l’utilisation de stratégies cognitives différentes, afférentes par exemple aux stratégies de mémoire et de résolution de problèmes arithmétiques, ou encore aux stratégies exécutives. Le présent projet vise à répondre à ces différentes questions en explorant l’hypothèse générale selon laquelle les sur-activations cérébrales liées à l’âge sont médiatisées par les stratégies cognitives spécifiques à chaque tâche et par les fonctions exécutives. Deux séries d’expériences seront réalisées. La première étudiera les effets de l’âge sur la mémoire épisodique, la seconde sur la résolution de problèmes arithmétiques. Différentes mesures comportementales (stratégies de mémoire et arithmétiques, fonctions exécutives) et de neuroimagerie (potentiels évoqués, IRMf) seront recueillies chez des sujets jeunes et âgés. Cette approche permettra d’analyser les différences dans les activations cérébrales en fonction de l’âge des participants, des contraintes stratégiques et du niveau exécutif. Ce projet permettra de répondre à au moins trois questions d’actualité dans le domaine du vieillissement cognitif à l’intersection de la cognition et de la neurocognition : (1) comprendre la signification fonctionnelle des sur-activations cérébrales liées à l’âge, et plus spécifiquement savoir si elles constituent un phénomène compensatoire ou dysfonctionnel, (2) savoir si elles correspondent à une manifestation spécifique du cerveau âgé, et (3) identifier les mécanismes cognitifs qui leurs sont associées, en explorant plus précisément le rôle des stratégies associées à la mémoire, au calcul arithmétique, et aux fonctions exécutives.