Une des caractéristiques de l’espèce humaine par rapport aux autres primates est une période de croissance pré-adulte particulièrement longue. Les besoins métaboliques importants du cerveau humain en développement pourraient expliquer cette croissance exceptionnellement lente et prolongée jusqu’à l’âge adulte. En effet, durant cette période, la demande élevée en énergie du cerveau limiterait celle utilisable pour le développement du corps. Ainsi, on peut supposer que la période de croissance la plus lente du corps coïncide avec les besoins métaboliques du cerveau les plus élevés. A ce jour, les besoins métaboliques du cerveau humain en croissance sont mal connus. Les auteurs de cette étude souhaitaient vérifier cette hypothèse. A cette fin, ils ont collecté des résultats d’imagerie cérébrale (imagerie par résonance magnétique ; tomographie par émission de positons) déjà existantes afin d’estimer le volume du cerveau ainsi que l’utilisation du glucose par le cerveau de la naissance à l’âge adulte. A travers des estimations, ils ont ensuite calculé la proportion du glucose utilisé par le cerveau par rapport au métabolisme basal du corps au repos d’une part, et par rapport aux besoins énergétiques quotidiens au cours du développement d’autre part.

Ils ont trouvé que l’augmentation du poids corporel est bien inversement liée à l’utilisation du glucose par le cerveau par rapport au métabolisme au repos (MR) et aux besoins énergétiques quotidiens (BEQ). La proportion de glucose utilisée par le cerveau est importante à la naissance lorsque le cerveau a la taille relative la plus élevée avec : 52.5% et 59.8% du MR et 35.4% et 38.7% des BEQ pour les garçons et les filles, respectivement. Mais ces proportions sont plus élevées durant l’enfance avec 66.3% and 65.0% du MR, et 43.3% et 43.8% des BEQ pour les garçons et les filles, respectivement.

Selon les résultats de ces données transversales, l’âge où les besoins énergétiques liés à la croissance sont les plus bas serait entre 4 et 4 ans 1/2 ce qui est cohérent avec les résultats des références longitudinales ou encore le dernier rapport de l’OMS qui le situe entre 4 et 5 ans. Les résultats de cette étude apportent ainsi une preuve à l’hypothèse empirique selon laquelle la période de croissance lente et prolongée observée chez l’homme est liée aux coûts métaboliques élevés relatifs au développement de son cerveau et ainsi à l’extraordinaire capacité d’apprentissage qui est propre à l’être humain.

Metabolic costs and evolutionary implications of human brain development

Christopher W. Kuzawa, Harry T. Chugani, Lawrence I. Grossman, Leonard Lipovich, Otto Muzik, Patrick R. Hof, Derek E. Wildman, Chet C. Sherwood, William R. Leonard, and Nicholas Lange

PNAS 2014 sept ; vol.11 n° 36 : 13010–13015 

Auteur : KUZAWA CW

Documents supports :
Brèves Nutrition N° 58 - Décembre 2014 - N58008 (Réf 4571)