[News] Le « cognitome »: un nouveau regard sur l’épilepsie

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Isabelle
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[News] Le « cognitome »: un nouveau regard sur l’épilepsie

Message par Isabelle » 06/12/2019 - 14:00:47


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© Elise Roger et Monica Baciu
Ces dernières années, un nombre croissant de recherches s'est focalisé sur la caractérisation de l’architecture cérébrale, ou la connectivité entre les zones du cerveau, appelée également connectome. Pour mieux comprendre comment ce connectome est reconfiguré chez des individus souffrant d’épilepsie, les chercheurs ont utilisé l’IRM fonctionnelle et démontré chez les patients une large perturbation du connectome, remarquablement liée à leurs difficultés cognitives. Les résultats obtenus apportent un nouvel éclairage sur le fonctionnement et le dysfonctionnement du cerveau, dont les retombées sont importantes tant sur le plan de la recherche fondamentale qu’appliquée. Ce travail est publié dans la revue Human Brain Mapping.

Comprendre le fonctionnement et les capacités cognitives humaines reste un enjeu majeur pour les neurosciences cognitives, qui fascine et interroge. L’étude des conséquences « neurocognitives » (i.e. modifications du cerveau en lien avec la cognition) en cas de pathologie neurologique, est une manière d’aborder cette question du fonctionnement cérébral.

Les chercheurs se sont intéressés aux répercussions neurocognitives d’une forme spécifique d’épilepsie appelée temporo-mésiale, dont les crises prennent leur origine dans une région clé du cerveau: l’hippocampe. Ils ont cherché à comprendre (1) si le fonctionnement cérébral et le connectome sont modifiés chez ces patients ; et (2) si ces modifications peuvent être mises en relation avec leurs troubles cognitifs.

Pour identifier ces reconfigurations de réseaux cérébraux, des approches mathématiques spécifiques (la théorie des graphes) ont été utilisées. Cette méthode permet de considérer le cerveau comme un vaste réseau complexe (i.e. un connectome), avec des noeuds et des arrêtes reliant ces noeuds. Les noeuds peuvent symboliser différentes régions cérébrales et les arrêtes peuvent représenter les informations qui transitent entre ces régions.

Les résultats montrent que par rapport aux individus sains, les patients épileptiques présentent une large reconfiguration de réseaux cérébraux, avec une perturbation de certains noeuds considérés majeurs - ou hubs - qui assurent le traitement efficace des informations pour le langage et la mémoire. Par ailleurs, ces modifications sont fortement liées aux compétences de langage et de mémoire de ces patients.

L’ensemble de ces résultats permet de mieux comprendre les reconfigurations de l’architecture cérébrale en contexte épileptique, qu’on appelle également neuroplasticité, et d’enrichir les connaissances sur le cerveau et sur la clinique de l’épilepsie. La relation causale entre les déficits cognitifs de langage et de mémoire chez ces patients et l’architecture cérébrale reste à définir mais cerveau et fonction semblent fortement interconnectés. Ceci justifierait d’étendre le concept de « connectome » utilisé ces dernières années, à une notion plus large de « cognitome » qui ne se concentre pas uniquement sur l’architecture du cerveau mais aussi sur les conséquences et implications de l’architecture sur la cognition.

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(A) à droite, illustration du réseau cérébral langage-et-mémoire (Language-and-Memory Network = LMN) utilisé pour étudier le connectome fonctionnel des sujets épileptiques versus non-épileptiques (sujets contrôles) ; à gauche, un exemple de matrices de connectivité entre les régions du LMN, basées sur les signaux IRM fonctionnelle. Des connectomes cérébraux ainsi que des mesures spécifiques sur ces connectomes peuvent en être dérivés.
(B) à gauche, modifications principales de la connectivité de certaines régions clés du connectome (gyri frontaux inférieurs et complexes hippocampiques) chez les patients atteints d’épilepsie temporo-mésiale de l’hémisphère cérébral gauche ; à droite, modifications principales pour les patients atteints d’épilepsie temporo-mésiale de l’hémisphère droit. Note: régions cérébrales en bleu = diminution de la connectivité (hypo-connectivité) chez les patients, par rapport aux sujets contrôles. Régions cérébrales en rouge: augmentation de la connectivité (hyper-connectivité).
© Elise Roger et Monica Baciu.
Pour en savoir plus:
Hubs disruption in mesial temporal lobe epilepsy. A resting-state fMRI study on a language-and-memory network.
Roger E, Pichat C, Torlay L, David O, Renard F, Banjac S, Attyé A, Minotti L, Lamalle L, Kahane P, Baciu M.
Hum Brain Mapp. 2019 Nov 13. doi: 10.1002/hbm.24839. [Epub ahead of print]


Illustration du réseau cérébral langage-et-mémoire (Language-and-Memory Network = LMN) utilisé pour étudier le connectome fonctionnel des sujets épileptiques versus non-épileptiques (sujets contrôles).
Contacts chercheuses:
- Élise Roger - Doctorante au laboratoire de psychologie et neurocognition (CNRS / Université Grenoble Alpes ) -
elise.roger at univ-grenoble-alpes.fr
- Monica Baciu - Professeur en Neurosciences cognitives au laboratoire de psychologie et neurocognition (CNRS / Université Grenoble Alpes)
- monica.baciu at univ-grenoble-alpes.fr

Source: CNRS INSB

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