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L'échographieéchographie 4D permet l'évaluation des expressions faciales du fœtusfœtus et en particulier de reconnaître un comportement banal chez le bébé : le bâillementbâillement.
La pratique de l'échographie fœtale permet de remarquer quotidiennement un comportement : le bâillement avant la naissance de bébé. Peu de données sont parues dans la littérature concernant le bâillement fœtal. Les auteurs y révèlent leur perplexité : « le bâillement est universel mais mal compris » ou « un réflexe rudimentaire n'ayant qu'une fonction obscure, s'il en a une ».
Bien que bâiller soit un acte quotidien, peu de recherches lui ont été consacrées. Nous nous proposons de lui donner sens et d'indiquer en quoi il peut enrichir l'exploration échographique.
En préambule, il est nécessaire de préciser que la recherche, chez l'Homme, sur les développements comportementaux fœtaux n'est jamais directement opératoire mais le plus fréquemment basée sur des homologieshomologies avec d'autres vertébrésvertébrés.
Un dicton populaire prédit que « l'organe crée la fonction ». Pourtant, l'embryologie nous enseigne que les mouvements du fœtus sont nécessaires à la maturation neuro-fonctionnelle de la motricité et participent au développement d'autres organes comme les poumonspoumons. L'activité motrice du fœtus indique également l'installation d'une organisation fonctionnelle harmonieuse tant du système nerveux centralsystème nerveux central que de la fonction neuro-musculaire périphérique.
Tous les mouvements qu'un nouveau-né est capable d'exécuter ont été rodés au cours de vie fœtale et perdurent toute l'existence. Les comportements observés au cours de la vie intra-utérine comme la respiration, le bâillement et d'autres ont un continuum avec ceux observés après la naissance de bébé et participent de la neurogénèse anatomo-fonctionnelle.
Le bâillement avant la naissance du bébé et l'échographie 4D
L'apparition et l'évolution ontogénétique de la motricité fœtale sont étudiées depuis l'existence de l'échographie. L'échographie en 3D animée ou 4D perfectionne cet apport en autorisant l'évaluation non seulement de mouvements mais de comportements spécifiques. La distinction des expressions de type émotionnel du visage n'était pas possible avec l'échographie 2D ou 3D. C'est grâce à l'échographie 4D qu'il est possible de préciser le sourire et aussi le déroulement harmonieux des différentes composantes du bâillement.
Grâce à une échographie 3D à laquelle on a ajouté une dimension temporelle, des scientifiques ont distingué des bâillements chez des fœtus. En déterminant la fréquence en fonction de l’âge, ils espèrent détecter des défauts de développement. © Avec la courtoisie de Wolfgang Moroder
Non, le bâillement ne permet pas de mieux oxygéner le cerveau
Essayons de définir le bâillement en commençant par ce qu'il n'est pas. En effet, R. R. Provine et B. C. Tate ont infirmé l'hypothèse, largement répandue, d'une amélioration de l'oxygénation cérébrale par le bâillement. Ni l'élévation du CO2 ni la baisse de l'O2 sanguin ne déclenchent de bâillements. Des sujets respirant de l'oxygène pur bâillent et la fréquence de leurs bâillements n'est pas réduite. L'existence de bâillements fœtaux, en milieu liquidien amniotique, comme les bâillements des poissonspoissons confirment l'incapacité du bâillement à améliorer l'oxygénation cérébrale.
L'atélectasie, c'est-à-dire le collapsus des alvéoles, résulte d'une hypoventilation alvéolaire. L'activité ventilatoire normale de l'adulte comporte des soupirs et d'amples inspirations (le bâillement en est une) qui préviennent l'atélectasie en concourant à la dispersion du surfactantsurfactant alvéolaire. Le bâillement fœtal en milieu liquidien ne peut engendrer aucune préventionprévention de l'atélectasie alors que la production de surfactant n'apparaît qu'à la naissance.
Comment reconnaître un bâillement ?
Le bâillement est un cycle paroxystique comportant en 5 à 10 secondes une succession de mouvements, toujours dans la même chronologie :
- Une ample, lente et profonde inspiration, avec une bouche grande ouverte. Chez l'adulte l'expansion du pharyngo-larynxlarynx quadruple son diamètre de repos.
- Une brève apnéeapnée à thoraxthorax plein, fréquemment accompagnées de mouvements d'étirement des membres et du tronc (pandiculationpandiculation).
- Une rapide expiration passive.
L'échographie 4D permet de différencier ces temps. La bouche du fœtus, précédemment close, s'ouvre au maximum pendant 4 à 6 secondes avec une rétraction de la langue, suivie d'une rapide fermeture combinée avec une dorsi-flexionflexion de la nuque et parfois élévation des bras derrière la tête (pandiculation). Cette harmonieuse séquence motrice est nettement différente d'une rapide déglutition. En usant du doppler couleur, il est possible de visualiser un flux liquidien amniotique pénétrant dans la bouche, l'oropharynx, la trachéetrachée jusqu'aux poumons. Cette séquence reste isolée, non répétée, contrairement aux bâillements de l'adulte survenant fréquemment en série.
Le bâillement n'est pas une simple ouverture de bouche mais correspond à un étirement massif des muscles respiratoires (le diaphragmediaphragme et les intercostaux), des muscles de la face et du cou. Cette association synergique de mouvements complexes réalise un comportement très stéréotypé qu'on peut qualifier de réflexe en raison de son déclenchement involontaire. L'arc réflexe parcourt l'hypothalamushypothalamus, la substance réticulée du tronc cérébraltronc cérébral, les noyaux du complexe pré-Bötzinger de la ventilationventilation, les noyaux moteurs des nerfsnerfs crâniens et cervicaux commandant le diaphragme et les muscles intercostaux. Ainsi, il peut être inféré que le bâillement est une part d'un étirement généralisé des muscles anti-gravitaires qui l'accompagne fréquemment, la pandiculation.
Embryologie et mécanismes
En 1973, TT. Dobzhansky écrivait : « rien n'a de sens, en biologie, sauf à le regarder sous l'angle de l'Évolution ». E. Haeckel (1834-1919) déclarait : « L'ontogenèseontogenèse est une brève et rapide récapitulation de la phylogenèsephylogenèse, déterminée par les lois de l'hérédité (transmission génétiquegénétique, inné) et de l'adaptation (phénotypephénotype, acquis) ». Le bâillement illustre parfaitement ces sentences.
D'une part, l'échographie en confirme la précocité ontogénétique, puisqu'il apparaît entre 12 et 15 semaines de la vie intra-utérine. D'autre part, le bâillement est un comportement phylogénétiquement ancien, retrouvé des reptilesreptiles aux mammifèresmammifères, chez les vertébrés des mondes terrestres, aériens et sous-marinssous-marins.
Sa survivance, sans variation évolutive, postule de son importance tant d'un point de vue fonctionnel que développemental. La puissante contraction musculaire qu'il représente a un coût métabolique élevé. Si nous nous accordons aux principes des lois de L'évolution établies par C. DarwinDarwin, ce coût doit être contrebalancé par un avantage évolutif et de développement.
Ainsi une hypothèse structurale postule un accroissement d'activation et de recrutement des neurotrophines qui génèrent toute une cascade de nouvelles synapsessynapses, de nouveaux circuits neuronaux au niveau diencéphalique et du tronc cérébral. Ce mécanisme de développement, activité-dépendant, a clairement été identifié comme un des processus affectant la maturation précoce neuro-comportementale des systèmes sensoriels et moteurs. Ce phénomène d'activité-dépendance est probablement un processus ubiquitaire de maturation cérébrale par lequel le développement d'une région, d'une structure participe au développement d'autres régions, d'autres structures.
La capacité à générer un comportement moteur à commande centrale et à le relier à l'éveil et à la respiration est une propriété de la formation réticulée du tronc cérébral qui est, phylogénétiquement, remarquablement conservée au travers des poissons, des amphibiensamphibiens, des reptiles et des oiseaux. Il en découle que la conservation des mécanismes développementaux orchestrant l'organogenèseorganogenèse du tronc cérébral chez tous les vertébrés est probablement cruciale pour l'éveil et la respiration.
Un grand nombre de données ont été collectées sur les gènesgènes exprimés chez l'embryonembryon et qui gouvernent la segmentation de la tête, du cou et du système nerveux. Les gènes Hoxgènes Hox représentent quatre groupes de gènes codant pour la transcriptiontranscription de facteurs impliqués dans l'orchestration de la mise en place de l'axe rostro-caudalcaudal de l'organisme, incluant la segmentation du tronc cérébral et du diencéphalediencéphale d'une part de la formation des membres supérieurs d'autre part. C'est là, probablement, l'explication de l'origine des anomalies de développement cranio-facial que l'échographie aide à dépister et de la sentence qui énonce : « La face prédit le cerveaucerveau ».
Développement du fœtus et mouvements de la bouche
Le massif facialmassif facial et le cerveau s'individualisent à partir d'une structure embryonnaire commune, l'ectoblasteectoblaste. Le pôle céphaliquecéphalique comporte une segmentation originelle embryologique encéphalo-faciale et encéphalo-cervicale avec une correspondance topographique stricte : les structures naso-frontales et prémaxillaires sont liées au cerveau antérieur ; les structures maxillo-mandibulaires et cervicales antérieures sont unies au tronc cérébral et à ses nerfs.
Au début du troisième mois, l'embryon devient un fœtus grâce à l'apparition des premières séquences motrices orales et pharyngées sous la dépendance du développement neurologique du tronc cérébral : développement de l'activité de succion-déglutition et de bâillement. Succion et bâillement ont donc la même origine embryologique, soulignant l'importance du tronc cérébral dans le développement neuro-physiologique de l'activité oro-pharyngée coordonnée avec les régulations respiratoire, cardiaque et digestive de même localisation neuro-anatomique. L'apparition de ces comportements, vers douze semaines de grossessegrossesse, permet de dater le stade où le tronc cérébral est individualisé et l'hypophysehypophyse devient fonctionnelle, alors que l'extension du néocortexnéocortex temporal et frontalfrontal se complète jusqu'à 22 à 24 semaines.
Les mouvements des joues et de la langue participent à la formation du palais par l'initiation de mouvements de traction antéro-postérieurs alors que les valves palatales primordiales sont orientées verticalement. L'activité motrice de la langue et du cou sont constamment accompagnés de mouvements de la bouche. Les liens entre les structures neurales commandant la motricité oro-linguale et les centres coordonnant respiration et motricité des bras ne sont pas parfaitement compris. Il semble que les informations sur les rythmes respiratoires et moteur des membres, nécessaires au cerveletcervelet afin de les coordonner, convergent vers le noyau réticulaire latéral du tronc cérébral.
Le bâillement résulte de l'activation de multiples neurotransmetteursneurotransmetteurs et neuropetides au niveau du système nerveux central. Le noyau paraventriculaire de l'hypothalamus est le centre hypothalamique qui adapte et coordonne les réponses hormonales et autonomiques caractérisant ce comportement. Ses neuronesneurones ocytocinergiques sont stimulés par la dopaminedopamine, les acides aminésacides aminés excitateurs, l'acétylcholineacétylcholine, la sérotoninesérotonine, l'oxyde nitriqueoxyde nitrique, l'ACTHACTH et les neuropeptides apparentés (tous impliqués dans l'éveil) alors que les opioïdesopioïdes sont inhibiteurs. Ils projettent vers des aires cérébrales extra-hypothalamiques telles l'hippocampe et le tronc cérébral qui jouent un rôle central dans l'expression motrice du bâillement. D'autres neurotransmetteurs, tels la noradrénalinenoradrénaline, l'hypocrétine, et les hormoneshormones sexuelles influencent le bâillement, non dans son déroulement, mais dans son déclenchement et sa fréquence.
Sommeil : pourquoi le bâillement est-il lié à l'éveil de bébé ?
La phylogenèse suggère que le repos nocturnenocturne des poïkilothermespoïkilothermes a probablement évolué vers le sommeil paradoxalsommeil paradoxal qui est caractérisé par une hypotonie musculaire périphérique commandée par des noyaux situés en partie dorsale du tronc cérébral, situé rostralement par rapport au pont.
À partir de nombreuses études ayant concerné tant le fœtus humain que l'animal, les données recueillies aboutissent à considérer que la première forme de sommeil a des caractéristiques de sommeil actif ou agité qui représente une forme immature de sommeil paradoxal et est encore très prépondérant à la naissance. Il en découle que le sommeil calme, forme immature du sommeil profondsommeil profond, émerge peu à peu, à mesure que le temps en sommeil paradoxal se réduit pendant toute la période d'ontogenèse.
Au cours la vie intra-utérine, le fœtus présente, initialement, une activité motrice désordonnée, phasique et cyclique qui se coordonne peu à peu. Il est possible de distinguer des périodes d'activité et de repos ou de sommeil. Alternent des phases de secousses myocloniques et d'agitation motrice importante (type locomotion, étirement, bâillement) à tonus musculaire élevé et des phases d'immobilité avec aspect d'hypotonie. L'activité motrice des membres tels les coups de pieds et les étirements, les bâillements sont considérés comme caractéristiques d'une période d'éveil. Les phases de myoclonies succèdent à une période d'immobilité et sont généralement suivies de façon brusque par une intense activité motrice formant comme un cycle sommeil-veille.
Bien que la présence de myoclonies soit plus importante en intensité et en fréquence chez l'enfant qu'en période de sommeil paradoxal de l'adulte, leurs similarités avec le comportement adulte et la succession constante à l'hypotonie suggèrent une continuité développementale entre les phases de sommeil du fœtus à l'enfant et à l'adulte. La maturation du système nerveux central, caractérisée par sa myélinisation, suit un parcours caudo-rostral depuis la moelle puis le tronc cérébral jusqu'aux hémisphères. C'est pourquoi, les mécanismes commandant le sommeil paradoxal sont les premiers fonctionnels et les seuls actifs initialement.
Ensuite le sommeil lent apparaît quand les structures thalamo-corticales deviennent matures. Il apparaît donc que le contrôle de l'activité neuronale exercée par le sommeil paradoxal participe du mécanisme, activité-dépendant, de maturation fonctionnelle du cortexcortex. Il peut être inféré qu'au tout début de la vie fœtale, le sommeil paradoxal (et le bâillement ?) dirige l'évolution de la maturation corticale par sa stimulationstimulation neuronale.
De la vie prénatale à la vie postnatale, un pattern comportemental montre un développement parallèle de l'ontogenèse du sommeil paradoxal et du bâillement. C'est ainsi que la duréedurée du sommeil paradoxal décline de 50 % du temps de sommeil, chez le nouveau-né à une à deux heures chez l'adulte, que le nombre de bâillements passe de 30 à 50 par jour chez le nouveau-né à moins de 20 par jour chez l'adulte. Cette diminution intervient essentiellement de la naissance à la fin de la pubertépuberté.
L'apparition des différents états de vigilance est associée à un changement spectaculaire de leurs durées et de leurs périodicités. On remarque, en premier, l'instauration d'un rythme ultradien. Sur une période de 50 à 60 minutes se succèdent des alternances d'activité et d'immobilité, comme chez le nouveau-né. La fréquence de un à deux bâillements à l'heure peut être associée à ce rythme. Les bâillements s'observent environ deux semaines avant que les rythmes de vigilance soient discernables puis peu à peu coalescent à leur périodicité. Aucun changement de la fréquence des bâillements n'a été noté de la 20e à la 36e semaine de grossesse. Chez le nouveau-né à terme, des bâillements sont très souvent notés tout au long des premiers jours de vie. L'embryon et le fœtus sont exposés à un rythme circadienrythme circadien maternel qui peut jouer un rôle dans le développement des pacemakerspacemakers fœtaux. Aucune donnée n'a été publiée sur la place que le bâillement pourrait indiquer comme marqueur de l'interaction entre les rythmes maternels et fœtaux.
Maladies et étude des bâillements du fœtus
L'enfant doit être capable de respirer et de se nourrir afin d'assurer sa survie après la naissance. Ceci n'est possible que par l'activation de structures anatomiques et d'une coordination centrale adéquate qui coordonnent la succion-déglutition, la ventilation, le sommeil et l'éveil. Le bâillement est associé à chacun de ces comportements. Nous avons essayé d'établir une liste, non exhaustive, de cas où l'étude des bâillements fœtaux pourrait avoir un intérêt :
Le syndromesyndrome d'Ondine ou d'hypoventilation centrale congénitale comporte des épisodes de pauses ventilatoires, essentiellement nocturnes par défaut d'automatismes bulbaires, avec une relative insensibilité à l'hypercapnie et à l'hypoxiehypoxie, en l'absence de toute anomalie cardio-respiratoire. Le syndrome d'Ondine peut être associé à la maladie d'Hirschprung. Un défaut de la déglutition et de la motricité œsophagienne a été identifié chez quelques nouveau-nés atteints de dysmorphies faciales et d'hypotonie. Ceci suggère une anomalie diffuse de la motricité digestive et de la commande au niveau du tronc cérébral.
L'hypoplasie mandibulaire est une anomalie fréquente des structures craniofaciales et peut être différenciée en formes congénitales et développementales.
La séquence de Pierre Robin est caractérisée par un palais ogival, un rétrognatisme et une glossoptose. De nombreux arguments plaident pour une origine embryonnaire consistant en une anomalie du développement du tronc cérébral. Les difficultés d'alimentation sont constamment au premier plan fonctionnel. Des témoignages de parents, recueillis par l'un d'entre nous, semblent indiquer l'absence de bâillements chez les nouveau-nés atteints et l'apparition en parallèle, progressivement au cours de la première année de vie, des automatismes de la déglutition et des bâillements. Ainsi le syndrome de Pierre Robin peut s'interpréter comme une dysfonction des automatismes engendrés par le tronc cérébral, à l'origine des défauts de développement anatomique des structures mandibulaires par déficit de stimulation motrice coordonnée. Son dépistagedépistage est possible dès vingt-trois semaines de grossesse par une échographie 3/D/4D.
- Tout syndrome (avec anomalies de croissance uni ou bilatérale) associé ou non à une ankyloseankylose de l'articulationarticulation temporo-mandibulaire : syndrome de Franceschetti, syndrome de Goldenhar, syndrome de Richner-Hanhart.
Le syndrome de Moebius associe une diplégiediplégie faciale, une paralysie occulomotrice par involution des noyaux des nerfs VI VII, et XII. L'association avec des malformationsmalformations des membres suggère une interruption lors de la morphogenèsemorphogenèse du tronc cérébral entre la quatrième et la septième semaine de grossesse. La paralysie du voile du palais et d'autres structures concourant à la déglutition sont responsables de la dysphagiedysphagie qui peut s'amender progressivement pendant l'enfance. L'incapacité à fermer la bouche est la règle.
Les infarctus artériolaires terminaux du tronc cérébral, constitués pendant la vie fœtale, s'expriment par différentes neuropathies avec déficits du contrôle central de la respiration et de la déglutition.
Le syndrome de Goldenhar comprend des malformations, le plus souvent hémicorporelles, touchant joue, bouche et oreille. Il représente l'expression d'un déficit d'embryo-formation des premier et deuxième arcs branchiaux et touchant l'os temporalos temporal.
Le syndrome de Joubertsyndrome de Joubert est un désordre génétique rare caractérisé par l'absence ou l'hypo-développement du vermix cérébelleux et d'autres malformations du tronc cérébral. Le plus fréquemment, existent une ataxieataxie, des déficits du contrôle de la ventilation, des apnées du sommeilapnées du sommeil, des déficits moteurs de la langue, des yeuxyeux, et une hypotonie.
- Le trismus congénital.
- Le syndrome de Crisponi.
- Le syndrome de Stüve-Widemann.
Bâillements et développement du fœtus
La pratique de l'échographie prénatale est passée progressivement d'une expertise anatomique à une évaluation anatomique et fonctionnelle, grâce aux perfectionnements techniques, notamment de l'apport des technologies 3D et 4D. La reconnaissance du bâillement fœtal peut, d'une part, aider à appréhender l'harmonie du développement neuro-fonctionnel du tronc cérébral, et d'autre part, à évaluer l'installation des mécanismes neuronaux des systèmes d'éveil et de sommeil. Des anomalies de son occurrence accréditent la nécessité d'approfondir l'exploration afin de rechercher, en cas d'excès, une anémieanémie fœtale, en cas de manque, une dysharmonie évolutive et fonctionnelle du tronc cérébral associée ou non une hypoplasie mandibulaire.
L'intérêt pour le bâillement, que nous souhaitons avoir éveillé par cette publication, doit servir de moteur pour de futures recherches, compte tenu du très faible contingent de données actuellement répertoriées dans un très large panel de malformations fœtales et de maladies néonatales.
