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Posté par Adrien le Jeudi 15/02/2018 à 00:00
La face cachée des lésions cérébrales
Quel est l'effet d'une lésion cérébrale sur les connexions du cerveau et leur relation entre les symptômes des patients et l'interruption des connexions cérébrales dues à la lésion ? Pour le savoir, l'équipe de Michel Thiebaut de Schotten a développé un logiciel (En informatique, un logiciel est un ensemble d'informations relatives à des traitements effectués automatiquement par un appareil informatique. Y sont inclus les instructions de traitement, regroupées sous forme de programmes, des...) permettant d'observer des changements au niveau des connexions cérébrales, impossibles à observer à l'IRM. A terme, cet outil (Un outil est un objet finalisé utilisé par un être vivant dans le but d'augmenter son efficacité naturelle dans l'action. Cette augmentation se traduit par la simplification des actions entreprises, par une plus...) permettrait la compréhension des mécanismes fonctionnels du cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite les informations en provenance des sens, contrôle de nombreuses fonctions du corps, dont la...) et la prédiction des symptômes des patients cérébro-lésés. Les résultats sont publiés le 8 février 2018 dans la revue GigaScience.

La neuroimagerie a fait des progrès considérables dans l'étude des connexions anatomiques et fonctionnelles du cerveau normal. Elle reste encore peu développée dans le cas de lésions du cerveau et des déconnexions engendrées par celles-ci. Pourtant l'étude des lésions du cerveau est une occasion unique d'étudier le fonctionnement global de cet organe (Un organe est un ensemble de tissus concourant à la réalisation d'une fonction physiologique. Certains organes assurent simultanément plusieurs fonctions, mais dans ce cas, une fonction est...).


Trois coupes de cerveau montrant une carte statistique des déconnexions qui sont associées au nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de mots produits chez les patients. Les connexions de couleurs chaudes sont associées avec une performance normale alors que les couleurs plus froides entrainent une baisse de performance quand elles sont déconnectées.
© Michel Thiebaut de Schotten

Dans le cas des lésions cérébrales, il est commun d'associer les symptômes observés chez un 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.) à la région endommagée. Ainsi si un patient présente une lésion au niveau d'une région X du cerveau et un symptôme Y, alors on associe la région X à une fonction liée au symptôme Y. Or, ce raisonnement ne prend pas en compte les déconnexions qu'une lésion peut entraîner entre des régions distantes dans le cerveau. Ces déconnexions peuvent avoir des conséquences importantes puisqu'une région ne recevant et/ou n'envoyant plus de signaux ne peut non seulement plus participer à l'élaboration de la fonction dans laquelle elle était impliquée, mais, de plus, ses neurones vont s'atrophier voire mourir du fait de l'absence de signaux.

Quelle est l'effet d'une lésion cérébrale, causée par un AVC par exemple, sur les connexions du cerveau ? Quelle est la relation entre les symptômes des patients et l'interruption de certaines connexions cérébrales dues à la lésion ?

Pour répondre à ces questions, les chercheurs ont développé un logiciel, BCBtoolkit, grâce auquel ils ont étudié les connexions cérébrales de 37 patients présentant des lésions au niveau du lobe frontal (Un frontal est un équipement informatique.) du cerveau. Ce logiciel permet d'estimer les connexions cérébrales endommagées, connexions qui ne sont plus observables sur l'IRM d'un patient. Les connexions qui passent par les lésions du patient sont modélisées à partir du cerveau de centaines de sujets sains. Les chercheurs étudient alors les changements au niveau des régions sur lesquelles ces connexions projettent.

Afin de corréler les modifications au niveau des connexions et les fonctions cognitives des patients, ces dernières ont été évaluées via des tests neuropsychologiques qui permettent l'évaluation de plusieurs fonctions cognitives: le langage, la fluence verbale, la mémoire de travail et la mémoire sémantique. Dans ces tests, il est par exemple demandé aux patients de donner en l'espace de 2 min le plus de noms d'animaux possibles. Pour réussir dans ce genre de tâche, il faut explorer le champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) sémantique, c'est-à-dire tous les types d'animaux, être capable de produire avec la parole (La parole, c'est du langage incarné. Autrement dit c'est l'acte d'un sujet. Si le langage renvoie à la notion de code, la parole renvoie à celle de...) le nom des animaux et être capable de se souvenir et d'organiser son exploration (L'exploration est le fait de chercher avec l'intention de découvrir quelque chose d'inconnu.) pour ne pas se répéter. Ce test fait ainsi converger l'activité de plusieurs systèmes cérébraux.

Les chercheurs ont étudié la contribution des grands regroupements de fibres (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se présentant généralement sous forme de faisceaux.) nerveuses à la performance des patients à ces tests. Grâce au logiciel BCBtoolkit, ils ont mis en évidence que les régions déconnectées correspondent directement aux aires (Aires (en espagnol, les airs) est une compagnie aérienne intérieure de Colombie.) impliquées dans la fluence verbale et dans les tâches de catégorisation et ont réussi à reconstituer le réseau normalement activé chez les sujets sains. Ils ont également montré au niveau des régions déconnectées un lien entre la diminution de l'épaisseur corticale, c'est-à-dire la quantité de neurones au niveau du cortex (En biologie, le cortex (mot latin signifiant écorce) désigne la couche superficielle ou périphérique d'un tissu organique.) et la performance aux tests.

Pour la première fois, avec ce logiciel, il devient possible de mesurer, chez des patients, les déconnexions cérébrales et d'associer un déficit neuropsychologique à une déconnexion cérébrale. A termes c'est la compréhension des mécanismes sous-jacents du cerveau et la prédiction des symptômes des patients cérébro-lésés qui deviendront accessibles.

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Source: CNRS-INSB
 
Jeudi 15 Février 2018 à 00:00:07 - Vie et Terre - 0 commentaire
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