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Posté par Michel le Vendredi 30/11/2012 à 00:00
La profonde réorganisation des réseaux cérébraux dans le coma
Des chercheurs de l'Inserm, du CNRS et de l'Université Joseph Fourier à Grenoble, en collaboration avec des cliniciens du CHU de Strasbourg, ont analysé les données de 17 patients dans le coma à partir des données d'IRM fonctionnelle. Ils ont pu mettre en évidence, chez ces patients, une réorganisation des réseaux cérébraux. Ces résultats, parus dans la revue PNAS datée du 26 novembre 2012, pourraient aider les cliniciens dans l'élaboration du diagnostic (Le diagnostic (du grec δι?γνωση, diágnosi, à partir de δια-, dia-, „par, à travers, séparation, distinction“ et γν?ση,...) en cas de coma (Le terme « coma » signifie « sommeil profond » en grec ancien. Le coma est une abolition de la conscience et de la vigilance non réversible par les...).

Les chercheurs se sont penchés sur l'analyse des réseaux cérébraux de patients cérébrolésés (non traumatisés) dans le coma, un état où la personne est considérée comme inconsciente.

Les auteurs de l'étude ont employé une méthodologie originale, basée sur la théorie des graphes, des images construites à partir de données d'IRM fonctionnelle (En mathématiques, le terme fonctionnelle se réfère à certaines fonctions. Initialement, le terme désignait les fonctions qui en prennent d'autres en argument....) au repos et à l'aide de méthodes robustes de traitement statistique (Une statistique est, au premier abord, un nombre calculé à propos d'un échantillon. D'une façon générale, c'est le résultat de l'application d'une méthode statistique à un ensemble de données. Dans...) du signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets...). Des index d'efficacité locale et globale des réseaux cérébraux fonctionnels ont été obtenus chez 17 patients cérébrolésés, et chez 20 volontaires sains. Les corrélations de 417 régions cérébrales ont été extraites afin de réaliser les graphes de connexions cérébrales à partir des corrélations statistiquement significatives.

Les chercheurs du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) au "GIPSA lab", de l'unité Inserm 836 "Grenoble Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for...) des neurosciences" et du Behavioural and Clinical Neuroscience Institute à Cambridge, en collaboration avec des cliniciens du CHU de Strasbourg, ont pu mettre en évidence chez les patients cérébrolésés (non traumatisés) dans le coma, une réorganisation des réseaux cérébraux.

Les résultats montrent que la connectivité cérébrale globale est conservée chez les patients dans le coma en comparaison avec les volontaires sains. En analysant la connectivité au niveau local, les auteurs de l'étude ont observé que certaines régions cérébrales fortement connectées (appelées "hubs") chez les volontaires sains, sont plus faiblement connectées chez les patients dans le coma. Et inversement, des régions moins densément connectées du réseau chez le sujet sain deviennent des "hubs" chez les patients dans le coma.

Représentations cérébrales obtenues à partir des graphes de connectivité


La méthode des graphes de connectivité permet de résumer les données acquises par l'IRMf en une seule image. Elle traduit l'efficacité des connexions d'une région par rapport à toutes les autres. Le regroupement des régions les plus connectées entre elles, fait apparaître des modules (représentés chacun par une couleur différente). Patients et volontaires sains présentent tous deux des modules différents dans leur localisation spatiale qui traduisent les profondes altérations dans les connexions cérébrales.
© Sophie Achard - Petra Vertes

Selon une hypothèse en cours, les troubles de la conscience chez les patients en état de coma persistant seraient liés à des phénomènes de déconnexions entre certaines régions corticales, en particulier le précunéus. Les résultats de ces travaux vont dans ce sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but l'extension radicale de l'espérance de vie humaine. Par une évolution progressive allant du ralentissement du vieillissement, suivi de...). "La topologie (La topologie est une branche des mathématiques concernant l'étude des déformations spatiales par des transformations continues (sans arrachages ni recollement des structures).) des connexions cérébrales a bien résisté d'un point (Graphie) de vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) global au traumatisme (Un traumatisme est un dommage de la structure ou du fonctionnement du corps ou du psychisme. Il peut être dû à un agent ou à une force extérieure, de nature physique ou chimique. Il est donc à ce titre la...) en réorganisant les régions les plus connectées du réseau. Il semble donc que le coma puisse être lié à des changements dans la localisation des "hubs" parmi les réseaux cérébraux", suggère Chantal Delon Martin, chargée de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances...) à l'Inserm.

L'évaluation des lésions cérébrales et le coma

Le patient (Dans le domaine de la médecine, le terme patient désigne couramment une personne recevant une attention médicale ou à qui est prodigué un soin.) peut traverser différents états cliniquement définis lorsqu'il présente des lésions cérébrales: l'état végétatif caractérisé par la préservation du cycle éveil-sommeil (ouverture des yeux spontanée, respiration (Dans le langage courant, la respiration désigne à la fois les échanges gazeux (rejet de dioxyde de carbone, CO2, appelé parfois de façon...) autonome…) ; l'état de conscience minimale témoignant d'une certaine conscience de l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les...) (capacité de suivre des yeux, réagir à une stimulation) ; le syndrome (Un syndrome est un ensemble de signes cliniques et de symptômes qu'un patient est susceptible de présenter lors de certaines maladies, ou bien dans des...) de verrouillage ("locked in" syndrome) où le patient est paralysé mais conscient (il communique avec les yeux) ; la mort (La mort est l'état définitif d'un organisme biologique qui cesse de vivre (même si on a pu parler de la mort dans un sens cosmique plus général,...) cérébrale lorsque le coma est irréversible (électroencéphalogramme plat, absence de flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données,...) sanguin).

Le coma est un de ces différents états où l'on observe une abolition de la conscience de soi et du monde (Le mot monde peut désigner :) extérieur, qui survient suite à un accident (cérébral, cardiaque, ...). Il existe deux phases de coma: la phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) de coma dite "aigüe" (quelques jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport...) après l'accident) et la phase dite "chronique" (au-delà d'un mois). La réorganisation cérébrale a été observée par les chercheurs lors de la phase "aigüe", lors de laquelle on ne sait pas vers quel type de coma le patient va évoluer.

L'évaluation des lésions cérébrales chez les patients dans le coma se fait actuellement par l'examen clinique, l'IRM morphologique, les potentiels évoqués et par le SPECT (Tomodensitométrie par émission photonique) ou la TEP (La tonne d'équivalent pétrole (symbole tep) est une unité d'énergie d'un point de vue économique et industriel.) (Tomographie par émission de positons). "Les résultats de cette étude pourraient aider les cliniciens dans l'élaboration difficile du diagnostic des patients dans le cas de coma car cette méthode permet de caractériser chaque patient individuellement", concluent les chercheurs.


Référence:

PNAS, 26 novembre 2012 Doi: 10.1073/pnas.1208933109


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