Vers la caractérisation des asymétries cérébrales: 17141 cerveaux passés au crible

Publié par Adrien le 18/06/2018 à 00:00
Source: CNRS-INSB
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Au sein d'un consortium international, le Groupe d'Imagerie Neurofonctionelle (IMN, Bordeaux) et le MPI for Psycholinguinstics ont caractérisé à partir d'IRM les asymétries de surface et d'épaisseur du cortex cérébral de 17141 individus. Cette étude, publiée dans PNAS, est la plus vaste jamais réalisée et fournit une référence unique pour étudier les bases génétiques des asymétries cérébrales et l'altération de la latéralisation au cours de troubles cognitifs, neurologiques et psychiatriques.


Figure: Les asymétries d'épaisseur (A) et de surface (B) du cortex cérébral (Le cortex cérébral (ou écorce cérébrale) d'origine prosencéphalique,...) de 17 141 individus ont été mesurées par IRM. Les régions avec une couleur (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes...) chaude (de rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait...) à jaune) sont plus épaisses ou étendues dans l'hémisphère gauche. Celles avec une couleur froide (de bleu à cyan) sont inversement plus épaisses et étendues dans l'hémisphère droit.
© Xiang-Zhen Kong

L'asymétrie anatomique des hémisphères cérébraux est une caractéristique fondamentale (En musique, le mot fondamentale peut renvoyer à plusieurs sens.) du cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite...) humain. Mais la latéralisation cérébrale n'est pas seulement anatomique, elle est aussi fonctionnelle (En mathématiques, le terme fonctionnelle se réfère à certaines fonctions....). On la retrouve dans diverses aptitudes cognitives comme le langage, la perception des visages, la perception de l'espace, ou le raisonnement. Déchiffrer cette spécialisation fonctionnelle hémisphérique constitue un enjeu central des recherches en neurosciences (Les neurosciences correspondent à l'ensemble de toutes les disciplines biologiques et...) pour comprendre le fonctionnement du cerveau, mais aussi ses dysfonctionnements. Une altération de la latéralisation hémisphérique a en effet été associée à de nombreux troubles cognitifs et neuropsychiatriques comme la dyslexie (La dyslexie est un trouble de l'apprentissage de la lecture, liée à une difficulté...), les troubles déficitaires de l'attention et l'hyperactivité, la schizophrénie (Le terme de schizophrénie regroupe de manière générique un ensemble...) et l'autisme (Le terme autisme tend a désigner aujourd'hui un trouble affectant la personne dans trois...) ainsi que la maladie (La maladie est une altération des fonctions ou de la santé d'un organisme vivant, animal...) d'Alzheimer.

Bien que les asymétries structurelles et fonctionnelles soient vraisemblablement interdépendantes, la nature de leurs relations est loin d'être clarifiée. Une des principales difficultés consiste à déterminer, sur de très larges échantillons, quelles structures cérébrales sont réellement anatomiquement asymétriques. Grâce à des moyens inédits, cette étude de neuro-imagerie de population vient éclairer d'un jour nouveau nos connaissances sur les asymétries anatomiques cérébrales. Les chercheurs ont mis en place la plus grande analyse jamais réalisée de l'asymétrie corticale cérébrale et de sa variabilité à travers les individus: les images cérébrales obtenues par IRM de 17141 personnes, issues de 99 cohortes internationales et indépendantes, ont été analysées afin de mesurer l'épaisseur et la surface corticale de leurs hémisphères cérébraux.

A l'échelle hémisphérique, cette étude montre que le cortex humain apparaît en moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de...) plus épais à gauche mais présente une plus grande surface à droite (Figure). Des études précédentes, réalisées sur des échantillons plus restreints, suggéraient que l'épaisseur et la surface corticale étaient distincts d'un point (Graphie) de vue génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est...) et développemental et qu'il était important de considérer ces deux aspects de l'anatomie (L'anatomie (provenant du nom grec ἀνατομία...) corticale séparément. Les résultats obtenus ici confirment ces différences et renforcent la nature indépendante de ces deux caractéristiques.

A un niveau plus fin, des asymétries d'épaisseur et/ou de surface corticale ont été identifiées dans les régions impliquées dans des fonctions fortement latéralisées comme le langage ou encore la perception de l'espace suggérant ainsi leur rôle important dans la spécialisation hémisphérique.

Cette étude, la plus vaste jamais réalisée, fournit une référence unique pour étudier les bases génétiques des asymétries cérébrales et l'altération de la latéralisation au cours de troubles cognitifs, neurologiques et psychiatriques. Ainsi, par exemple, aucune association significative entre les asymétries corticales et la préférence manuelle n'a été trouvée, démontrant que la gaucherie n'implique aucune altération des asymétries corticales.
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