Le cycle menstruel peut-il « remodeler » le cerveau ?

Elma Jashim est une jeune diplômée qui a hâte de commencer ses études de médecine à l'automne. Mais elle s’inquiète également des sautes d’humeur pendant son cycle menstruel mensuel et des graves perturbations que cela pourrait causer à son emploi du temps scolaire chargé.

« Environ deux ou trois jours avant le début de mes règles, je me sens moins émotive, moins triste, moins excitée », a déclaré Jaheem. Lorsque les règles de Jasim commencent, cette période de stabilité émotionnelle augmente sa sensibilité aux plus petits stimuli émotionnels. « Si je fais la moindre erreur au travail, je suis presque en pleine crise. »

Ce qui se passait exactement dans son cerveau pour déclencher ces émotions n’est pas clair. Mais des progrès sont réalisés dans la visualisation de la façon dont les hormones sexuelles modifient certaines zones du cerveau. Des études antérieures sur des rats et d’autres mammifères ont montré[1][2] que le volume de régions cérébrales spécifiques peut changer en réponse à l’œstrogène, une hormone nécessaire au développement sexuel et reproductif de la femme. Mais il reste à voir si cette puissante hormone modifie la structure du cerveau féminin.

© George Wylesol

De nouvelles IRM du cerveau des femmes ont récemment révélé que la montée et la chute des hormones sexuelles au cours du cycle menstruel - une période de 29 jours au cours de laquelle les hormones sexuelles fluctuent en prévision d'une éventuelle grossesse - modifient considérablement les régions du cerveau qui contrôlent les émotions, la mémoire, le comportement et l'efficacité de la transmission de l'information. « C’est incroyable de voir à quelle vitesse le cerveau adulte peut changer », déclare Julia Sacher, psychiatre et neuroscientifique à l’Institut Max Planck des sciences cognitives et cérébrales humaines de Leipzig, en Allemagne, qui a dirigé l’une des études [3].

Catherine Woolley, neurobiologiste à l'Université Northwestern d'Evanston, dans l'Illinois, note que les changements dans le cerveau au cours du cycle menstruel sont particulièrement remarquables, car la plupart des femmes connaissent près de 450 cycles menstruels sur une période de 30 à 40 ans.[4] L’un des points forts de ces études, a déclaré Woolley, est que l’imagerie cérébrale et les mesures hormonales ont été effectuées sur les mêmes personnes pendant les phases de leur cycle menstruel. « Grâce à ces études, nous comprenons désormais à quel point ces hormones sont puissantes pour façonner la structure morphologique et fonctionnelle du cerveau », a déclaré Emily Jacobs, neuroscientifique à l’Université de Californie à Santa Barbara.

Les hormones contrôlent le cycle menstruel

Le cycle menstruel se répète tous les 25 à 30 jours et commence par vos « règles », ou la desquamation de la muqueuse utérine. Les niveaux d’œstrogène dans le sang sont les plus bas au début du cycle, mais augmentent considérablement au cours des semaines suivantes. Tout d’abord, les niveaux d’œstrogène augmentent, ce qui signale à la muqueuse utérine de se développer. Les niveaux d’œstrogène chutent alors et l’ovaire libère un ovule, marquant le milieu du cycle menstruel.

Après cela, les niveaux de progestérone et d’œstrogène augmentent à nouveau pendant environ 7 jours pour préparer la muqueuse utérine à une éventuelle fécondation de l’ovule. Si la grossesse n’a pas lieu, les niveaux d’œstrogène et de progestérone chutent, ce qui déclenche des saignements menstruels. Alors que le cycle menstruel est causé par des fluctuations distinctes des niveaux d’hormones, d’autres hormones, telles que la testostérone et le cortisol, fluctuent également selon des cycles, se levant avant l’aube et tombant le soir.[5] Ces rythmes quotidiens se produisent chez les deux sexes[6].

L'œstrogène stimule les zones cognitives du cerveau

Le cerveau est constitué d’amas denses de cellules appelées neurones, dont chacun ressemble à un arbre miniature. La matière grise est la couche externe du tissu cérébral qui contient les neurones et leurs courtes branches appelées dendrites. Les projections en forme de feuille sur les dendrites sont appelées épines dendritiques. Les racines des neurones, appelées axones, sont emballées dans la matière blanche du cerveau. La matière grise est responsable de la régulation des émotions, de l’apprentissage et de la mémoire ; tandis que la matière blanche, située plus profondément dans le tissu cérébral, est responsable de l'échange d'informations et de la connexion des différentes zones de matière grise.

La zone du cerveau qui réagit aux hormones sexuelles féminines a été découverte pour la première fois il y a environ 30 ans. En 1990, Woolley a découvert par accident que l’œstrogène régule la densité des épines dendritiques dans l’hippocampe du cerveau du rat[7]. « Ce fut un résultat très surprenant qui a suscité un certain scepticisme dans le domaine », se souvient Woolley, « car à l’époque, on pensait que l’œstrogène était uniquement une hormone de reproduction et qu’il n’affectait pas les zones cognitives du cerveau comme l’hippocampe. » L’hippocampe, le centre cognitif du cerveau, contenant à la fois de la matière grise et de la matière blanche, est une petite structure incurvée enfouie profondément dans le cerveau derrière l’oreille et constitue une zone densément remplie de récepteurs d’hormones sexuelles.

L'hippocampe est également la zone du cerveau adulte la plus sensible aux variations de volume.

Apprendre une nouvelle compétence, comme jongler plus tard dans la vie ou mémoriser une carte pour réussir votre examen de chauffeur de taxi londonien, peut entraîner une croissance de l'hippocampe. D’autre part, le rétrécissement de l’hippocampe peut être un signe précoce de démence, en particulier de la maladie d’Alzheimer[8]. Depuis les découvertes révolutionnaires de Woolley, les scientifiques ont appris que la ménopause réduit le volume de matière grise dans certaines parties du cerveau. Cependant, les études se sont limitées à des observations instantanées du cerveau des volontaires à un moment donné. Les scientifiques voulaient savoir si le cerveau adulte changeait pendant la hausse et la baisse mensuelles des hormones sexuelles.

« Peut-on être très précis ? Pouvons-nous prendre une personne et mesurer son cerveau 30, 50, 100 fois ? » Jacobs réfléchit. Cela a incité un scientifique de l’équipe de Jacobs à scanner son propre cerveau toutes les 24 heures pendant un mois entier en 2020. « Elle est comme la Marie Curie des neurosciences », a déclaré Jacobs. À partir de 30 scanners cérébraux de la femme, l'équipe de Jacobs a découvert que les hormones sexuelles remodelaient l'hippocampe et réorganisaient les connexions du cerveau.

Cependant, on ne sait pas exactement à quelle vitesse les fluctuations hormonales au cours du cycle menstruel peuvent y parvenir[9]. Pour répondre à cette question, des scientifiques de Leipzig et de Santa Barbara ont scanné le cerveau de plus de 50 femmes à plusieurs moments de leur cycle menstruel pour deux études indépendantes.

L'épaisseur de la région du cerveau fluctue pendant le cycle menstruel

Dans une étude publiée dans la revue Nature Mental Health[10], Julia Sacher et son équipe ont utilisé l’échographie pour déterminer le moment exact de l’ovulation chez 27 femmes volontaires. Cela leur a permis de prélever des échantillons de sang à six moments précis du cycle menstruel des volontaires, qui étaient corrélés à l'ovulation et aux niveaux d'hormones dans le sang.

Ils ont ensuite scanné le cerveau des 27 femmes à six moments précis à l’aide d’une IRM à ultra-haut champ. Grâce à cette technique d'IRM plus puissante que celle couramment utilisée en clinique, l'équipe de Sacher peut obtenir des images haute résolution du cerveau vivant, ce qui n'était auparavant possible qu'en coupant directement le cerveau lors d'une autopsie.

Bien que l'hippocampe soit une très petite structure, l'équipe de Sacher a pu observer une série de changements coordonnés dans différentes zones de l'hippocampe au cours du cycle menstruel. À mesure que les niveaux d’œstrogène augmentent et que les niveaux de progestérone diminuent, la couche externe de l’hippocampe s’épaissit et sa matière grise se dilate. Mais lorsque les niveaux de l’hormone progestérone augmentent, les zones impliquées dans la mémoire s’élargissent. Une autre étude, qui n’a pas encore été évaluée par des pairs, a scanné le cerveau de 30 volontaires pendant l’ovulation, les menstruations et la période intermédiaire.

L’étude a révélé que sous l’influence des hormones, non seulement l’épaisseur de la matière grise fluctuait, mais les propriétés structurelles de la matière blanche changeaient également. « Nous avons mesuré la matière grise et avons constaté qu'elle changeait en synchronisation avec les fluctuations hormonales », a déclaré Elizabeth Rizor, chercheuse à l'Université de Californie à Los Angeles. Elle a codirigé l’étude avec Viktoriya Babenko, toutes deux neuroscientifiques à l’Université de Californie à Santa Barbara. L’étude suggère que les changements dans la matière blanche causés par les fluctuations hormonales peuvent conduire à une transmission plus efficace des informations entre différentes parties du cerveau[11].

« Ces changements sont très répandus, non seulement dans la matière grise, mais impliquent également les régions du cerveau responsables de la coordination entre les régions et entre les voies de la matière blanche », a déclaré Babenko. Cependant, les changements de volume ou d’épaisseur des régions cérébrales observés dans ces études n’ont pas encore été liés à des fonctions cérébrales spécifiques. Bien que les études suggèrent que certaines zones du cerveau peuvent se remodeler en réponse aux fluctuations hormonales pendant le cycle menstruel, les scientifiques préviennent que ces études ne signifient pas que la mémoire ou la cognition sont affectées.

« Nous ne pouvons pas supposer que plus c’est gros, mieux c’est pour des fonctions ou des processus cérébraux spécifiques », a déclaré Woolley. Les études ne révèlent pas non plus si les changements de volume sont associés aux différents symptômes émotionnels et cognitifs que les femmes ressentent pendant leurs règles. En fait, ces études n’incluaient que des femmes en bonne santé qui n’avaient signalé aucun de ces symptômes. Jacobs a déclaré que davantage d'essais sont nécessaires de toute urgence pour étudier les besoins spécifiques des femmes en neurosciences.

« Il y a de réels changements structurels qui se produisent dans notre cerveau et qui peuvent être liés à des choses comme les hauts et les bas des sautes d’humeur », a déclaré Jassim. Bien que les femmes représentent 70 % des cas de maladie d’Alzheimer et 65 % des cas de dépression, seulement environ 0,5 % des études d’imagerie cérébrale impliquent des femmes[12].

Ce déséquilibre persiste même dans les approbations de médicaments ; Par exemple, la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis a récemment approuvé le lécanemab-irmb pour le traitement de la maladie d’Alzheimer à un stade précoce, qui peut ne pas avoir d’effet modificateur de la maladie chez les femmes. « Il est temps de faire du cerveau un objectif majeur de la santé des femmes », a déclaré Saher.

Par Sanjay Mishra

Tempura

Relecture/Les pas légers du lapin

Cet article est basé sur la licence Creative Commons (BY-NC) et est publié par Tempura sur Leviathan

L'article ne reflète que les opinions de l'auteur et ne représente pas nécessairement la position de Leviathan