La grande majorité des neurones du néocortex est formée avant la fin du sixième mois de la vie fœtale voire du cinquième. La division cellulaire des neurones est donc, pour l’essentiel, pratiquement achevée chez le très grand prématuré (voire gliogenèse infra). De même les migrations neuronales sont terminées vers 24 semaines d’aménorrhée. Chez l’adulte, des travaux récents ont montré la persistance d’une production  neuronale dans l’hippocampe et le cortex olfactif, voire même dans le cortex dans certaines situations pathologiques.

Par contre le contingent de neurones n’est pas fixé et on observe un processus physiologique d’élimination des neurones excédentaires qui se poursuit au-delà du sixième mois de grossesse et pourrait être accéléré sous l’effet de facteurs toxiques. Selon les régions cérébrales concernées, 15 à 50 % des neurones produits vont mourir et être phagocytés. 70 % de ces neurones seraient éliminés entre 28 et 41 semaines de terme (3). La fragmentation de l’ADN est une étape centrale de cette mort cellulaire programmée ou apoptose. L’activité de certains gènes protecteurs, la disponibilité en facteurs neurotrophiques et l’activation du neurone par des signaux électriques issus d’autres neurones sont les facteurs influençant la mort cellulaire. La modulation des taux de calcium intra-cellulaire est un élément clé de ce processus biologique (12).

III Les neurones de la sous-plaque

Une sous-population de neurones tient une place particulière pendant toute la durée de la grossesse : ce sont les neurones de la sous-plaque. Cette structure localisée sous la plaque corticale atteint son pic d’activité entre 22 et 36 semaines de terme.

Pendant la période de migration neuronale, la zone marginale du neuroépithélium se divise en deux parties ; la partie profonde est séparée des neurones de Cajal-Retzius situés dans la partie superficielle par l’arrivée des neurones en migration, qui commencent à former la plaque corticale (pour une revue voire Lagercrantz et Ringstedt, 15). Ces neurones de la partie profonde de la zone marginale constitue la sous-plaque ; celle-ci persiste chez le prématuré mais n’est plus observée dans le cerveau mature du nouveau-né à terme. Pour certains, ces neurones disparaitraient par apoptose ; pour d’autres ils seraient incorporés dans la couche neuronale 6 du cortex mature.

1 Les axones et les dendrites

Les développements axoniques et dendritiques succèdent à la formation des neurones, avec un décalage temporel peu important et vont permettre de connecter des structures cérébrales distantes entre elles. Cette phase survient principalement mais pas exclusivement au cours de la deuxième moitié de la grossesse. Les potentiels évoqués visuels peuvent ainsi être provoqués chez le fœtus humain dès 24/27 semaines, ce qui impose le développement antérieur d’un câblage constitué (22).

            Au cours du développement cérébral, les cônes de croissance présents à l’extrémité des axones doivent trouver leur route au travers de différentes structures immatures en formation afin d’atteindre les structures cibles. Pour cela, plusieurs mécanismes interviennent : i) le phénotype de chaque neurone contient des informations déterminant le type de connections qu’il devra établir ; ii) la chémoattraction où les cellules cibles libèrent des structures chimiques capables d’attirer ou de repousser les cônes de croissance ; iii) la libération de neurotransmetteurs et de divers facteurs de croissance favorisant l’extension des axones possédant le récepteur correspondant ; iv) le cône de croissance axonal peut interagir avec des glycoprotéines de la matrice extra-cellulaire jouant le rôle de balises ; v) lors des stades précoces du développement cérébral, les distances  séparant les différentes structures nerveuses sont réduites, facilitant la travail des cônes de croissance. Ces axones pionniers serviront ensuite de guides pour des axones produits plus tardivement.

Comme pour les neurones, la phase initiale de production des axones et des dendrites est suivie d’une phase de régression visant à supprimer les prolongements surnuméraires et permettant d’obtenir des connections fonctionnelles entre les différentes structures cérébrales. Les facteurs influençant l’élimination des axones et des dendrites surnuméraires sont du même type que ceux impliqués dans les phénomènes de mort cellulaire et décrits plus haut (survie du neurone, compétition pour les facteurs trophiques et activité électrique des axones) (23). Survenant aussi bien en fin de grossesse qu’en période post-natale, ces processus de stabilisation neuritique sont aussi soumis à des expériences in utero et à des stimulations post-natales.

2 Les synapses

L’établissement des synapses entre les prolongements axonaux et dendritiques des neurones est aussi un processus de production-destruction qui débute dès la seconde moitié de la grossesse, culmine dans les deux premières années de la vie et se termine à l’adolescence (6). Changeux et Danchin (4) ont introduit en 1976 le concept de stabilisation synaptique. Durant le développement cérébral, on observe une première période de surproduction de synapses avec des connexions redondantes produites de façon aléatoire dans un état labile. Dans une deuxième période, on note une stabilisation de certaines synapses qui ont acquis un sens fonctionnel et une élimination des synapses redondantes. Cette période de stabilisation est surtout sous le contrôle de facteurs de l’environnement. Chez l’enfant né prématuré, soumis trop tôt à l’influence de l’environnement,  la synaptogenèse et la stabilisation des synapses sont perturbées.