Effets du sexe sur la maturation cérébrale et impacts sur la régulation émotionnelle à l’adolescence

Sex Effects on Structural Maturation and Outcomes on Emotional Regulation During Adolescence

• Auteur / Autrice : Pauline Bezivin
• Direction : Jean-Luc Martinot, Xavier Pennec
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 04/07/2018
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Signalisations et réseaux intégratifs en biologie (Le Kremlin-Bicêtre, Val-de-Marne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Neuroimagerie en psychiatrie (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2010-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Paris-Sud (1970-2019)
• Jury : Président / Présidente : Agnès Linglart
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Luc Martinot, Xavier Pennec, Agnès Linglart, Fabrice Crivello, Christian Barillot, Hervé Lemaître
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Fabrice Crivello, Christian Barillot

Mots clés

Mots clés contrôlés

Études longitudinales

Maturation sexuelle

Différences entre sexes

Traitement d'images

Adolescents -- Psychiatrie

Enfants -- Développement

Mots clés libres

Puberté

Étude longitudinale

Dimorphisme sexuel

Imagerie multimodale

Puberty

Longitudinal study

Sexual dimorphism

Multimodal imaging

Résumé

A l'adolescence, la maturation cérébrale implique des changements anatomiques globaux et régionaux subtils, et estimer la morphologie exacte de certaines structures au cours du développement post-pubertaire est par conséquent difficile. L'effet du dimorphisme sexuel sur la maturation cérébrale n'a été que très peu exploré de façon prospective par l'imagerie par résonance magnétique. Dans ce contexte, ce travail de thèse est consacré à l'étude longitudinale des effets du sexe sur la maturation cérébrale à l'aide de deux méthodes pour contrôler et analyser les variations de positionnement spatial des images acquises à différents intervalles de temps. Dans une première étude utilisant une approche multimodale, notre objectif était d'examiner si le dimorphisme sexuel dans la maturation cérébrale du système limbique pouvait expliquer les différences émotionnelles entre les filles et les garçons pendant l'adolescence. Nous avons adapté pour cela une méthode de traitement longitudinal sur des images anatomiques et de diffusion de 335 adolescents sains entre 14 et 16 ans. Nous avons mis en évidence des différences sexuelles dans la maturation cérébrale du système limbique avec une maturation plus tardive des garçons par rapport aux filles. Ces changements avaient un rôle médiateur sur les différences sexuelles dans la régulation émotionnelle, illustrée par une augmentation des traits de personnalité positifs chez les garçons et une diminution chez les filles. Dans une deuxième étude utilisant une approche originale de recalage, notre objectif était d'estimer et extrapoler des trajectoires de maturation en fonction du dimorphisme sexuel. Nous avons mis en évidence des trajectoires divergentes entre les filles et les garçons entre 14 et 16 ans, illustrant une différenciation des vitesses de maturation croissante à cette période, spécifiquement dans le cortex préfrontal. Ces trajectoires différentielles ont permis d'estimer une avance de maturation de 5 mois chez les filles dans le cortex préfrontal. L'ensemble de ces résultats apporte des informations utiles à une meilleure compréhension des différences de maturation cérébrale entre les filles et les garçons, et de leurs liens avec la dérégulation du système émotionnel et donc la vulnérabilité à la dépression à l'adolescence.

In adolescence, brain maturation involves subtle global and regional anatomical changes, and estimating the exact morphology of some structures during post-pubertal development is therefore difficult. Effect of sexual dimorphism on brain maturation has been under-explored prospectively by magnetic resonance imaging. In this context, this work is focused on the longitudinal study of the effects of sex on brain maturation using two methods to control and analyze the spatial positioning variations of images acquired at different time points. In a first study using a multimodal approach, our goal was to examine sexual dimorphism in brain maturation of the limbic system to explain the emotional differences between girls and boys during adolescence. We adapted a method of longitudinal processing on anatomical and diffusion images of 335 healthy adolescents between 14 and 16 years. We highlighted sexual differences in brain maturation of the limbic system with a later maturation of boys compared to girls. These changes mediated sexual differences in emotional regulation, illustrated by an increase in positive personality traits in boys and a decrease in girls. In a second study using an original registration approach, our objective was to estimate and extrapolate maturation trajectories based on sexual dimorphism. We highlighted divergent trajectories between girls and boys between 14 and 16, illustrating a differentiation in maturation rates that increased during this period, specifically in the prefrontal cortex. These differential trajectories made it possible to estimate a maturational advance of 5 months in girls in the prefrontal cortex. All these results provide useful information for a better understanding of the differences in brain maturation between girls and boys, and their links with the emotional system dysregulation and therefore the vulnerability to depression in adolescence.