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Posté par Isabelle le Lundi 29/10/2012 à 00:00
La microstructure du cerveau humain a enfin son atlas
Le projet CONNECT (Consortium of neuroimagers for the non-invasive exploration of brain connectivity and tracts), financé par la Commission européenne, rassemble 12 groupes de recherche internationaux, dont une équipe de l'Université de Genève (UNIGE), autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres...) d'un ambitieux objectif: élaborer le premier atlas de la microstructure de la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide,...) blanche dans le 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...) humain. Après 3 années de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension...), le projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et...) touche à sa fin et les résultats de ces travaux, susceptibles de changer la face des neurosciences (Les neurosciences correspondent à l'ensemble de toutes les disciplines biologiques et médicales qui étudient tous les aspects, tant normaux que pathologiques, des neurones et du système nerveux.) et de la médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la pratique (l'art) étudiant l'organisation du corps humain (anatomie), son fonctionnement normal (physiologie), et cherchant à...) lors de la prochaine décennie (Une décennie est égale à dix ans. Le terme dérive des mots latins de decem « dix » et annus « année.), ont été présentés le 19 octobre 2012 à Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de la Seine, au...).

Historiquement dans les neurosciences, la grande majorité des efforts de recherche ont été investis dans la compréhension et l'étude de la matière grise et des neurones, tandis que la matière blanche a reçu relativement peu d'attention. Cela est dû en grande partie à l'absence d'outils de recherche efficaces pour étudier la matière blanche, même si elle représente près de la moitié du volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) du cerveau.

Financé par le programme Technologies Futures et Emergentes (FET/TIC) de l'Union européenne grâce à une subvention (Une subvention est une aide financière, c’est-à-dire une somme d’argent, qui est allouée par une institution publique ou privée à une personne ou une organisation privée ou publique dans le...) de 2,4 millions d'euros, le consortium CONNECT, symbole d'une collaboration internationale fructueuse entre Israël, la Suisse (l'UNIGE et le Centre d'imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui représentent des êtres ou des choses. La...) biomédicale), la France, l'Allemagne, le Danemark, et l'Italie, s'est ainsi attelé au développement du premier atlas de la microstructure de la matière blanche dans le cerveau humain.

Une précision hors-pair grâce à de nouvelles méthodes d'imagerie

Jusqu'à présent, les groupes de recherche biomédicale du monde (Le mot monde peut désigner :) entier qui étudient le cerveau avaient recours à un atlas basé sur des méthodes histologiques laborieuses et destructrices, à partir d'un nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) limité de cerveaux d'individus qui avaient fait don de leur corps à la science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris, ce que l'on tient pour vrai au...). Le nouvel atlas développé par le consortium CONNECT utilise, quant à lui, les examens IRM de plus de 100 sujets sains âgés de 25 à 35 ans. Un atlas pour les enfants est, par ailleurs, en cours de développement par l'équipe de l'UNIGE, dirigée par Petra S. Hüppi du Département de pédiatrie (La pédiatrie est une branche spécialisée de la médecine qui étudie le développement psycho-moteur et physiologique normal de l'enfant, ainsi que toute la pathologie qui y a trait (maladies infantiles), de la naissance...) de la Faculté de médecine, en collaboration avec François Lazeyras, directeur du CIBM.

L'IRM produit des images en trois dimensions de chaque cerveau qui sont ensuite combinées pour former l'atlas. CONNECT a permis de mettre au point (Graphie) de nouvelles méthodes avancées en IRM, capables de fournir des détails d'une précision inégalée. L'atlas est similaire à ce que nous pourrions obtenir en examinant chaque millimètre carré (Un carré est un polygone régulier à quatre côtés. Cela signifie que ses quatre côtés ont la même longueur et ses quatre angles la même mesure. Un...) du tissu cérébral de chaque cerveau au microscope. Les nouvelles méthodes d'IRM permettent d'automatiser ce processus incroyablement minutieux tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en laissant le cerveau intact. La nouveauté essentielle de l'atlas est la cartographie (La cartographie désigne la réalisation et l'étude des cartes géographiques. Le principe majeur de la cartographie est la représentation de données sur un support réduit représentant un...) des paramètres microscopiques (comme la taille moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient...) des cellules et la densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le corps de référence est l'eau pure...) des fibres) au sein (Le sein (du latin sinus, « courbure, sinuosité, pli ») ou la poitrine dans son ensemble, constitue la région ventrale supérieure du torse d'un animal, et en...) de la substance blanche (La Substance blanche est avec la substance grise une des deux catégories de tissus du système nerveux. Elle forme la partie interne du cerveau et la partie superficielle de la moelle...), contenant les fibres (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se présentant généralement sous forme de faisceaux.) axonales qui transmettent l'information partout dans le cerveau.

Des résultats prometteurs

Les résultats du projet, obtenus par le biais de techniques de traitement d'image très pointues, apportent une nouvelle dimension (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son épaisseur, ou bien son diamètre si c'est une...) dans notre compréhension du cerveau humain, adulte ou enfant, qu'il soit sain ou porteur d'une pathologie (La pathologie, terme provenant du Grec ancien, est littéralement le discours, la rationalité (λογία logos) sur la souffrance...). Le nouvel atlas décrit la microstructure du cerveau dans un espace standardisé qui permettra aux médecins et chercheurs en médecine d'exploiter une grande richesse d'informations. L'équipe de l'UNIGE, par exemple, s'est intéressée à l'établissement des connexions dans le cerveau du nouveau-né (Un nouveau-né est un enfant à partir de sa première heure de vie et jusqu'à 28 jours. De 28 jours à 2 ans, c'est un nourrisson.) et a réussi à caractériser la microstructure des fibres du cerveau avant même que la myélinisation - c'est-à-dire la formation d'une gaine de myéline (La myéline est une substance constituée principalement de lipides (sphingomyéline) dont les couches alternent avec des couches de protides, elles forment la substance blanche du cerveau et de la moelle épinière.La myéline,une gaine...) autour des fibres nerveuses pendant le développement du système nerveux (Le système nerveux est un système en réseau formé des organes des sens, des nerfs, de l'encéphale, de la moelle épinière, etc. Il coordonne les mouvements musculaires, contrôle...), ne débute.

Ces images étalons pourront servir de référence pour les études futures en neurosciences cliniques et fondamentales. Il sera, par exemple, possible d'étudier l'empreinte qu'une tâche cognitive peut avoir sur la microstructure de la substance blanche ou comment le codage (De façon générale un codage permet de passer d'une représentation des données vers une autre.) de nouvelles expériences agit sur le câblage.

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Source: Université de Genève