Comment le cerveau évolue-t-il au cours de la maladie d'Alzheimer ?
Publié par Adrien le 09/03/2019 à 08:00
Source: CNRS
Quelles sont les modifications cérébrales associées à la maladie d'Alzheimer ? En quoi diffèrent-elles de celles observées au cours du vieillissement ? Pour répondre à ces questions, des chercheurs du CNRS, de l'École pratique des hautes études (EPHE) et de l'université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au...) de Valence (Espagne) ont analysé plus de 4 000 IRM de sujets sains et malades grâce à la plateforme "volBrain". Leurs modélisations, publiée le 8 mars 2019 dans Scientific Reports, montre une atrophie précoce, vers 40 ans, de l'amygdale et de l'hippocampe en cas d'Alzheimer.


Rouge = ventricules latéraux, Orange = hippocampe et bleu (Bleu (de l'ancien haut-allemand « blao » = brillant) est une des trois couleurs primaires. Sa longueur d'onde est comprise approximativement entre 446 et 520 nm. Elle varie en luminosité...) = amygdale. Atrophie de l'hippocampe et de l'amygdale plus précoces et plus prononcées et élargissement précoce des ventricules latéraux pour les patients atteints d'Alzheimer. © Pierrick Coupé (Un coupé est une voiture fermée, à deux portes (parfois trois avec hayon ou quatre comme l'ont fait certains constructeurs américains) et possédant deux, quatre ou cinq places. Il est caractérisé par la forme...), LABRI (CNRS/Bordeaux INP/Université de Bordeaux).

La maladie (La maladie est une altération des fonctions ou de la santé d'un organisme vivant, animal ou végétal.) d'Alzheimer se caractérise par des modifications cérébrales dont certaines peuvent être mesurées, du vivant du 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.), grâce à des biomarqueurs, comme la taille des aires (Aires (en espagnol, les airs) est une compagnie aérienne intérieure de Colombie.) cérébrales. L'étude de ces biomarqueurs a notamment mis en évidence une diminution de la taille de certaines structures cérébrales en cas d'Alzheimer, bien avant l'apparition des premiers troubles cognitifs. Des questions clés demeuraient cependant ouvertes: quand et comment l'évolution de ces marqueurs diffère-t-elle entre un sujet sain et un sujet atteint par Alzheimer ?

Pour répondre à ces questions, des chercheurs du Laboratoire bordelais 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 métonymique, la recherche scientifique désigne...) en informatique (L´informatique - contraction d´information et automatique - est le domaine d'activité scientifique, technique et industriel en rapport avec le traitement automatique de...) (CNRS/Bordeaux INP/Université de Bordeaux), de l'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 Theoretical Physics est un tel institut.) de neurosciences (Les neurosciences correspondent à l'ensemble de toutes les disciplines biologiques et médicales qui étudient tous les aspects, tant normaux que...) cognitives et intégratives d'Aquitaine (CNRS/Université de Bordeaux/EPHE) et de l'Université de Valence (Espagne) ont créé un modèle de structures cérébrales qui reproduit l'évolution et la dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) du cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite les informations en provenance des sens,...) sur toute une vie (La vie est le nom donné :), grâce à un nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) massif (Le mot massif peut être employé comme :) d'IRM (plus de 4 000) traité avec la plateforme volBrain. La communauté scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) ne dispose pas en effet d'images de toutes les périodes de la vie pour les patients atteints d'Alzheimer. Les chercheurs ont donc proposé de modéliser l'évolution moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de...) 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.) des structures cérébrales en utilisant un très grand nombre d'échantillons afin d'estimer le point (Graphie) de divergence entre les sujets sains et malades.


© Pierrick Coupé, LABRI (CNRS/Bordeaux INP/Université de Bordeaux). Silhouettes: © rashadashurov/Stock.adobe.com

A partir d'IRM de 2944 sujets témoins sains âgés de quelques mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.) à 94 ans, ils ont élaboré un modèle "normal" de l'évolution cérébral moyenne, qu'ils ont comparé à un modèle pathologique moyen, établie à partir des IRM de 1385 sujets malades âgés de plus de 55 ans et de 1877 témoins jeunes. Leur étude montre une divergence précoce des modèles pathologiques par rapport à la trajectoire (La trajectoire est la ligne décrite par n'importe quel point d'un objet en mouvement, et notamment par son centre de gravité.) normale du vieillissement (La notion de vieillissement décrit une ou plusieurs modifications fonctionnelles diminuant progressivement l'aptitude d'un objet, d'une...) avant 40 ans pour l'hippocampe, puis vers 40 ans pour l'amygdale, ces deux structures s'atrophiant en cas d'Alzheimer. Ces résultats montrent également un élargissement précoce des ventricules latéraux, des cavités à l'intérieur du cerveau, pour les patients atteints d'Alzheimer. Par contre, lors d'un vieillissement normal, cet élargissement des ventricules apparait aussi pour les témoins sains, limitant l'intérêt de cette mesure à des âges avancés. D'où l'intérêt d'étudier la dynamique des biomarqueurs sur toute une vie.

Bibliographie

Lifespan changes of the human brain in Alzheimer's disease. P. Coupé, E. Lanuza, J.V. Manjón, G. Catheline. Scientific Reports, le 8 mars 2019. DOI: 10.1038/s41598-019-39809-8.
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