Les ondes de la mort et de la réanimation dévoilées

Publié par Isabelle le 18/12/2019 à 14:00
Source: CNRS INSB

Que se passe-t-il dans notre cerveau au moment de la mort ? Quels sont les mécanismes cérébraux qui accompagnent une réanimation ? Cette étude publiée dans la revue Progress in Neurobiology montre qu'un arrêt complet de l'oxygénation cérébrale chez le rongeur abolit les potentiels électriques neuronaux et génère une large onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière. Une onde transporte...) dans l'électroencéphalogramme appelée "Onde de 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, incluant par exemple la mort des...)". Une ré-oxygénation efficace 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...) s'accompagne d'une récupération progressive des activités électriques des neurones et des réseaux de neurones, précédée dans l'électroencéphalogramme par une autre onde, jamais décrite auparavant: l'"Onde de la réanimation (La réanimation est une discipline médicale qui s'attache à prendre en charge les patients présentant ou susceptibles de présenter une ou plusieurs...)". Cette dernière constitue un marqueur neuronal d'une récupération des fonctions cérébrales au cours d'une réanimation réussie.

Que se passe-t-il dans le cerveau au moment de la mort ? Cette question, qui fascine depuis toujours les philosophes et les physiologistes à la 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...) d'une frontière (Une frontière est une ligne imaginaire séparant deux territoires, en particulier deux États souverains. Le rôle que joue une frontière peut fortement varier suivant les régions et...) bien déterminée entre vie (La vie est le nom donné :) et trépas, n'est toujours pas résolue. Bien que de nombreuses données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) aient été obtenues sur les dysfonctionnements cellulaires et moléculaires engendrés par l'anoxie cérébrale - cause ultime de la mort - les modifications neuronales continues qui accompagnent les processus de mort et de réanimation restaient largement inconnues.

Afin de combler cette lacune physiologique, les chercheurs ont mis au point (Graphie) un nouveau modèle expérimental permettant de mesurer, chez le rongeur anesthésié, les changements continus survenant simultanément dans l'électroencéphalogramme (EEG) et dans les neurones individuels du cortex cérébral (Le cortex cérébral (ou écorce cérébrale) d'origine prosencéphalique, désigne la substance grise périphérique des hémisphères...) au cours d'une anoxie cérébrale prolongée et lors d'une procédure de réanimation.

L'anoxie cérébrale induit (L'induit est un organe généralement électromagnétique utilisé en électrotechnique chargé de recevoir l'induction de l'inducteur et de la transformer en électricité (générateur) ou en force (moteur).) rapidement une bouffée d'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) à haute-fréquence dans l'EEG et les neurones sous-jacents, laquelle pourrait correspondre aux "expériences de mort imminente" chez les survivants d'arrêt cardio-respiratoire. Cette activité cérébrale rapide est suivie par un ralentissement (Le signal de ralentissement (de type SNCF) annonce une aiguille (ou plusieurs) en position déviée qui ne peut être franchie à la vitesse normale de la ligne.) des activités électriques cérébrales, de l'EEG aux neurones, jusqu'à l'établissement d'un EEG et d'un potentiel cellulaire plat. Cet état "isoélectrique" est transitoirement interrompu par une large dépolarisation dans les neurones générant une onde cérébrale de grande amplitude (Dans cette simple équation d’onde :) dénommée "Onde de la mort", dont les chercheurs ont décrit ici pour la première fois l'origine neuronale. Cette onde est associée à une pupille (Dans l'œil, la pupille est le trou situé au milieu de l'iris. Il nous apparaît noir étant donné que la majorité de la lumière...) dilatée et fixe, signe d'une transition vers un état de mort cérébrale (La mort cérébrale, appelée également coma dépassé ou coma de type IV, est définie comme l'état de cessation complète et définitive de...). Une ré-oxygénation, dans une fenêtre (En architecture et construction, une fenêtre est une baie, une ouverture dans un mur ou un pan incliné de toiture, avec ou sans vitres.) temporelle adéquate, peut conduire à une repolarisation des neurones, laquelle est associée à la survenue d'une autre onde cérébrale, jamais décrite auparavant, que les chercheurs ont baptisé "Onde de la réanimation". Sa survenue initie une lente (La Lente est une rivière de la Toscane.) récupération des activités EEG du cortex (En biologie, le cortex (mot latin signifiant écorce) désigne la couche superficielle ou périphérique d'un tissu organique.) cérébral, de l'excitabilité des neurones, des activités synaptiques et des fonctions du tronc (Un tronc peut être :) cérébral. Cette "Onde de la réanimation" semble donc constituer un marqueur en temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) réel d'une récupération des fonctions cérébrales lors d'une réanimation réussie.

Cette étude ouvre de nouvelles perspectives pour une évaluation neuronale en temps réel des processus cérébraux survenant lors d'un arrêt cardio-respiratoire, au cours d'une réanimation réussie et lors des expériences de mort imminente.


© Stéphane Charpier & Séverine Mahon.
Figure: Les activités électroencéphalographiques du cortex cérébral et intracellulaires des neurones sous-jacents (en bleu) ont été enregistrées simultanément, et en continu, chez le rongeur dans une situation (En géographie, la situation est un concept spatial permettant la localisation relative d'un espace par rapport à son environnement proche ou non. Il inscrit un lieu dans un cadre plus général afin de le qualifier à...) physiologique, au cours d'une anoxie totale conduisant à un état de mort imminente, puis lors du processus de réanimation, jusqu'au retour des activités cérébrales. Après un ralentissement et une suppression des activités électriques cérébrales, les neurones expriment une large dépolarisation détectée à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu avec sa mesure, sa...) du cerveau comme une onde dite "de la mort". Au cours de la période de "mort imminente" qui s'ensuit, la ré-oxygénation cérébrale induit une repolarisation progressive des neurones, détectée dans l'électroencéphalogramme par une onde baptisée "Onde de la réanimation". Cette onde est prédictive de la récupération des activités électriques du cerveau enregistrées simultanément dans les neurones et l'électroencéphalogramme. La fonctionnalité du tronc cérébral (centre de contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) nerveux des fonctions vitales) évaluée au cours des expériences par la taille et la réactivité de la pupille, est transitoirement interrompue (large dilatation (La dilatation est l'expansion du volume d'un corps occasionné par son réchauffement, généralement imperceptible. Dans le cas d'un gaz, il y a dilatation à pression constante ou...) fixe de la pupille) au cours de la période jouxtant l' "Onde de la mort".

Pour en savoir plus:
Identifying neuronal correlates of dying and resuscitation in a model of reversible brain anoxia.
Schramm AE, Carton-Leclercq A, Diallo S, Navarro V, Chavez M, Mahon S, Charpier S.
Prog Neurobiol. 2019 Dec 10:101733.doi: 10.1016/j.pneurobio.2019.101733. [Epub ahead of print]

Contact:
- Stéphane Charpier - Professeur à Sorbonne (La Sorbonne est un complexe monumental du Quartier latin de Paris. Elle tire son nom du théologien du XIIIe siècle Robert de Sorbon, le fondateur du collège de Sorbonne, collège dédié...) Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études...), 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...) du cerveau et de la moelle épinière (La moelle épinière, ou moelle spinale, désigne la partie du système nerveux central prolongeant en dessous la medulla oblongata, ou bulbe rachidien, du tronc cérébral, et contenue dans le canal rachidien...) (ICM) - (CNRS / Sorbonne Université) -
stephane.charpier at upmc.fr
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