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Les applications aux neurosciences - Première Partie (2/4)
Mis à jour le octobre 2006
L'imagerie médicale
- Les principes et les outils - Première Partie
- Les applications aux neurosciences - Première Partie
- Autres applications thérapeutiques
- L'imagerie médicale de demain…
| “La neuro-imagerie permet aujourd’hui de comprendre le fonctionnement du cerveau.” Les outils et méthodes de neuro-imagerie ont considérablement enrichi les connaissances en neurosciences. Ces techniques se révèlent particulièrement bien adaptées à l’étude non traumatique d’organes profonds, réputés difficiles d’accès tels que le cerveau. De plus, elles permettent d’étudier le fonctionnement de l’organe sans interférer avec son fonctionnement normal. D’une façon générale, l’imagerie biomédicale s’est imposée au cours de ces dernières années dans de nombreux domaines de la biologie et de la médecine. LES SCIENCES COGNITIVES L’imagerie fonctionnelle cérébrale ou imagerie neurofonctionnelle relève de l’étude des processus cognitifs humains. Elle vise à relier les fonctions cognitives supérieures (perception des objets, langage, attention, mémoire, raisonnement, action…) avec leur composante biologique, les neurones. La neuro-imagerie, aujourd’hui devenue indispensable aux études de neurosciences cognitives, est utilisée chez le sujet normal ou le patient pour la détermination des bases du calcul, du langage, de la mémoire, de la préparation à l’action ou encore de la conscience. Elle repose essentiellement sur l’utilisation de l’IRM. • Les circuits cérébraux, utilisés dans le processus de “pensée”, sont les mêmes que ceux requis lors de la perception ou d’actions réelles. En considérant que certaines formes de “pensée”, comme l’évocation de souvenirs ou la visualisation mentale d’une image, ne sont autres que des simulations ou des reproductions d’événements que nous pourrions vivre ou que nous avons vécus, ce résultat est loin d’être surprenant. La neuro-imagerie apporte ainsi la preuve de l’utilisation de circuits cérébraux communs aussi bien à la “pensée” qu’à la perception ou à l’action. • L’imagerie neurofonctionnelle démontre également les limites du traitement d’une information subliminale. Des mots présentés trop brièvement pour être perçus consciemment stimulent une fraction seulement des aires cérébrales participant au processus de lecture. Cette activation, même inconsciente, permet une reconnaissance ultérieure plus rapide du mot mais reste insuffisante pour provoquer l’activation cérébrale caractéristique d’un “effort conscient”. • Dans le domaine du calcul mental, la neuro-imagerie montre que deux régions cérébrales parfaitement localisées s’activent dès lors que nous effectuons un calcul ou que nous réfléchissons à une quantité numérique. • Au cours de l’apprentissage de la lecture, une région cérébrale particulière et bien déterminée se spécialise progressivement dans le codage des séquences de lettres. Récemment, au service hospitalier Frédéric-Joliot du CEA, il a pu être montré qu’une lésion de cette région ou de ses connexions se traduisait par une incapacité à lire. |
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| Variabilité de la localisation cérébrale des aires du langage. | ||
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© GIN/CEA-Université de Caen
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| LES MALADIES NEUROLOGIQUES Le fonctionnement pathologique du cerveau est abordé à l’aide des mêmes techniques d’imagerie. On évalue le retentissement de certaines affections neurologiques sur le fonctionnement cérébral général en mesurant, par exemple, la consommation d’oxygène ou le métabolisme. Pour certaines affections particulières, il est également possible de caractériser certains neurones en suivant la synthèse de neurotransmetteurs ou leur capacité à réceptionner à leur surface ce messager chimique. Couplée à d’autres techniques, l’imagerie cérébrale constitue une aide précieuse pour concevoir, développer et valider de nouvelles approches thérapeutiques (par greffe de cellules ou thérapie génique) ou de chirurgie interventionnelle. Les maladies neurodégénératives En France, plus d’une personne sur 500 après 50 ans est directement concernée par une maladie dégénérative affectant le système nerveux central (maladie d’Alzheimer, maladie de Parkinson, maladie de Huntington, sclérose latérale amyotrophique, sclérose en plaques). Ces maladies, aujourd’hui incurables, provoquent la mort lente et très progressive des neurones et demeurent, pour la plupart, dépourvues de tout traitement efficace. Pour lutter contre ces pathologies, les techniques d’imagerie permettent d’appréhender les altérations cérébrales spécifiques des pathologies neurodégénératives et offrent la possibilité d’un suivi quantifié de l’efficacité thérapeutique en cours de traitement. La maladie de Parkinson se caractérise par la perte de neurones impliqués dans la production, dans le neurotransmetteurs la dopamine, caractérisée par une diminution du contrôle des mouvements. La perte de ces structures cérébrales peut être observée par tomographie par émission de positons (TEP). Cette technique permet de diagnostiquer la maladie avant que les symptômes cliniques n’apparaissent, c’est-à-dire dès la perte de 20 à 40 % de dopamine. L’analyse par TEP permet d’étudier et de démontrer l’efficacité de médicaments neuroprotecteurs pour stabiliser ou ralentir l’évolution de la maladie. |
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| Évolution d’une greffe dans la maladie de Parkinson : en rouge, apparaît une augmentation de la concentration du radiopharmaceutique, signe de la reprise d’activité. | “L’étude des greffes par TEP a révélé une récupération des fonctions motrices et cognitives, chez des malades de Parkinson ou de Huntington.” |
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© CEA/SHFJ
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