Une nouvelle étude élargit la compréhension du flux sanguin cérébral et des troubles neurologiques
L'hippocampe, une région du cerveau en forme d'hippocampe qui joue un rôle particulièrement important dans le vieillissement cognitif et la fonction de mémoire, est étudié comme une région singulière depuis plusieurs années. Cependant, jusqu'à présent, il y avait des lacunes dans la compréhension des facteurs sous-jacents à l'âge ou aux changements liés à la maladie entre les différentes régions de l'hippocampe, ou sous-champs.
Une étude réalisée par des chercheurs de l'Université Western et de Maastricht aux Pays-Bas publiée dans la revue Actes de l'Académie nationale des sciences fournit de nouvelles informations sur ce à quoi ressemble la perfusion, le flux sanguin vers les tissus, dans un cerveau sain. L'étude explique comment la carte de perfusion hippocampique ultérieure, une carte affichant la distribution et la quantité de sang dans les tissus, peut servir de référence pour comparer avec un hippocampe présentant des signes de dommages.
L'équipe de chercheurs a développé une méthode efficace et non invasive pour mieux comprendre la perfusion dans diverses régions de l'hippocampe, ce qui pourrait faciliter le diagnostic de maladies neurologiques telles que la maladie d'Alzheimer, l'épilepsie et la schizophrénie, ainsi que favoriser un vieillissement en bonne santé.
Pour obtenir une image plus claire de la structure et de la fonction de cette région cruciale de notre cerveau, l'équipe, impliquant le professeur Ali Khan de la Schulich School of Medicine & Dentistry et codirigée par Roy Haast, associé postdoctoral de BrainsCAN, a développé un processus appelé haute résolution 7. Tesla (7T) marquage du spin artériel (ASL), une méthode d'imagerie par résonance magnétique (IRM) non invasive qui facilite les mesures du flux sanguin dans l'hippocampe.
Ils ont également mis en œuvre une angiographie par résonance magnétique à temps de vol (TOF-MRA), une technique d'IRM sans contraste pour visualiser le flux dans les vaisseaux, voir les différences de taille (diamètre) et de positionnement des artères et évaluer leur impact sur la circulation sanguine. Enfin, ils ont utilisé la technologie HippUnfold, une application Web open source co-développée par Khan, modélisant l'hippocampe comme une surface dépliée, pour permettre des évaluations précises de la perfusion tissulaire dans l'hippocampe.
“Nous exploitons des méthodes informatiques avancées, appelées dépliage, pour caractériser la perfusion. Cela n'a jamais été fait auparavant chez un humain vivant”, a déclaré Haast. L'étude a porté sur onze participants en bonne santé.
Les IRM du cerveau durent généralement de 20 minutes à une heure. En revanche, le protocole 7T MRI ASL mis en œuvre par les chercheurs ne prend que cinq minutes et peut capturer des images de meilleure qualité montrant les schémas du flux sanguin pour informer les patients de la santé de leur cerveau.
Cela pourrait améliorer la facilité et l'accessibilité pour les médecins de vérifier l'état de santé de l'hippocampe d'un patient, en particulier s'il existe des antécédents familiaux de maladies neurologiques, et pourrait contribuer à une détection précoce.
Il existe cinq sous-champs hippocampiques, dont l'un, appelé CA1, est généralement la région où les cliniciens constatent des dommages, explique Khan, qui est également titulaire de la Chaire de recherche du Canada en neuroimagerie computationnelle et directeur du laboratoire d'imagerie computationnelle Khan à l'Institut de recherche Robarts.
“Nos résultats montrent que même chez les adultes en bonne santé, la perfusion de CA1 est plus faible. Ainsi, le seuil d'insulte pourrait être plus bas lorsque l'hippocampe est affecté et pourrait indiquer ce qui pourrait être responsable de la raison pour laquelle l'hippocampe est si omniprésent dans tous ces différents troubles.”
Ces résultats aideront la communauté à interpréter les changements dans les sous-champs hippocampiques pertinents pour les maladies neurologiques et les neurosciences cognitives et fourniront un cadre d'imagerie pour guider les chercheurs dans la mise en place de protocoles lors de l'étude de la perfusion dans diverses régions de l'hippocampe.
“Notre imagerie montre des mesures précises et exactes de la physiologie normale de l'hippocampe, fournissant une base de comparaison avec une physiologie anormale. Elle est également rapide et nécessite un échantillon de petite taille”, a déclaré Haast.
En quantifiant le flux sanguin dans les sous-champs hippocampiques, il est possible de mieux comprendre les schémas normaux et comment ils sont liés à des fonctions spécifiques. Cette étude fournit un cadre d'imagerie IRM qui permet la caractérisation de la perfusion chez un être humain vivant et fournit une base de comparaison avec des états pathologiques tels que la maladie d'Alzheimer, la démence, l'épilepsie du lobe temporal et la schizophrénie.
Pour les prochaines étapes, les chercheurs espèrent utiliser ces techniques dans davantage d’études cliniques et caractériser les changements dans des conditions anormales, ce qui pourrait conduire à une détection et une évaluation plus précoces de la progression de ces maladies, à un meilleur traitement et à de meilleurs résultats pour la santé.
