Les fontanelles sont des zones membraneuses qui ne se sont pas encore ossifiées dans la voûte crânienne en développement des animaux néonatals et juvéniles. Les fontanelles permettent un étirement et une déformation rapides du crâne lorsque le cerveau se développe plus rapidement que l’os environnant ne peut se développer. Les sutures crâniennes sont des articulations fibreuses (synarthroses) entre les os de la voûte ou du visage. Les fontanelles et les sutures sont importantes pour la croissance de la voûte crânienne (et par conséquent, la croissance du cerveau), car une fois qu’elles s’ossifient complètement, aucune autre expansion de la zone cérébrale n’est possible.
Les humains et les singes immatures ont six fontanelles primaires – deux le long de la ligne médiane du sommet de la voûte (les fontanelles antérieures ou brégmatiques et les fontanelles postérieures ou lambdoïdes) et deux de chaque côté de la voûte latérale (fontanelles sphénoïdales ou antérolatérales droite et gauche et les fontanelles mastoïdales ou postérolatérales droite et gauche). Les deux fontanelles de la ligne médiane participent toutes deux à la croissance cérébrale antéro-postérieure et médio-latérale. Les fontanelles sur la voûte latérale permettent une croissance cérébrale super-inférieure. Deux fontanelles supplémentaires (fontanelle métopique et fontanelle sagittale ou troisième) peuvent également être présentes chez l’homme. Chez les singes, les fontanelles sont presque ou complètement fermées au moment de la naissance, chez les singes, les fontanelles sont petites mais toujours présentes à la naissance, tandis que chez l’homme, les fontanelles sont grandes chez les nouveau-nés.
Chez l’homme, la séquence de fermeture de la fontanelle est la suivante: 1) la fontanelle postérieure se ferme généralement 2 à 3 mois après la naissance, 2) la fontanelle sphénoïdale est la prochaine à se fermer environ 6 mois après la naissance, 3) la fontanelle mastoïde se ferme ensuite de 6 à 18 mois après la naissance, et 4) la fontanelle antérieure est généralement la dernière à se fermer entre 1 et 3 ans (dans un échantillon humain récent, la fontanelle antérieure était fermée chez la plupart des individus 31 mois après la naissance, dans un autre échantillon, la plupart des individus de plus de 17 mois présentaient une fermeture de cette fontanelle). Si la fontanelle sagittale est présente, elle est généralement située près de l’encoche pariétale et est présente à la naissance dans 50 à 80% des crânes périnataux. Il est défini par le sixième mois prénatal et est généralement effacé à la naissance ou quelques mois après la naissance. La fontanelle sagittale a été cliniquement associée au syndrome de Down et à d’autres anomalies. Si la fontanelle métopique est présente, elle s’effacera entre 2 et 4 ans. Chez l’homme, toutes les fontanelles sont généralement fusionnées à la cinquième année de vie avec 38% des fontanelles fermées à la fin de la première année et 96% des fontanelles fermées à la deuxième année. En revanche, les singes fusionnent les fontanelles peu de temps après la naissance: chez les chimpanzés, la fontanelle antérieure est complètement fermée à l’âge de 3 mois.
En ce qui concerne les sutures, les humains présentent un schéma d’ossification retardé par rapport aux autres singes. Chez l’homme, les sutures restent patentes (et capables de croître) jusqu’au début de l’âge adulte (à la fin de la troisième décennie de la vie), tandis que chez les singes, les sutures commencent à fusionner dans l’enfance. La fusion des sutures chez l’homme a été utilisée comme indicateur d’âge, mais la fusion des sutures crâniennes est très variable et s’est avérée être un indicateur peu fiable de l’âge en raison de la plage de variation du moment de l’oblitération.
Les grandes fontanelles humaines permettent au crâne du nouveau-né de se comprimer au moment de l’accouchement, et font ainsi partie d’une solution adaptative au problème de la naissance de bébés à gros cerveau par un canal de naissance relativement étroit et rigide (dans un bassin adapté à la locomotion bipède). De plus, la fusion tardive des fontanelles et des sutures permet un plus grand degré de croissance postnatale du volume cérébral. Chez les nourrissons humains, le cerveau ne représente qu’environ 25% de son volume adulte à la naissance, n’atteint que 50% de sa taille adulte à l’âge d’un an et peut continuer à croître jusqu’à environ 20 ans. Chez les chimpanzés, les nouveau-nés ont des volumes cérébraux qui représentent en moyenne environ 40% du volume adulte et ont atteint 80% de la taille du cerveau adulte à l’âge d’un an. Ainsi, la fermeture retardée de la fontanelle et de la suture fait partie du modèle humain d’altricialité secondaire.
La craniosynostose est un état pathologique particulièrement intéressant en termes de fermeture des fontanelles et de développement du cerveau. La craniosynostose est une affection dans laquelle les sutures et les fontanelles fusionnent prématurément et entraînent un changement du schéma de croissance du crâne. Dans certains cas, cela se traduit simplement par une tête de forme anormale, tandis que dans d’autres cas, si le développement du cerveau est perturbé, il peut y avoir des troubles du développement. C’est un défaut physique qui pourrait être causé par des facteurs génétiques ou hormonaux tels que l’exposition à des niveaux élevés d’hormone thyroïdienne. Chez les humains atteints de craniosynostose, les os de ver (os suturaux supplémentaires) se développent significativement plus fréquemment avec une fermeture prématurée de la suture de l’ordre de 3,5 chances plus grandes. Il a été documenté que les chimpanzés présentent des os suturaux supplémentaires. Aucun cas de craniosynostose des grands singes n’a pu être trouvé dans la littérature, mais il est possible que si les os de vers sont une réponse à la craniosynostose, les chimpanzés possèdent la réponse nécessaire à la pathologie.