image: Red = lateral ventricles Orange = hippocampus and Blue = amygdala. Earlier and more noticeable atrophy of the hippocampus and amygdala, and early enlargement of the lateral ventricles in patients with Alzheimer's disease. view more
Credit: Pierrick Coupé, LABRI (CNRS/Bordeaux INP/Université de Bordeaux).
Quelles sont les modifications cérébrales associées à la maladie dAlzheimer ? En quoi diffèrent-elles de celles observées au cours du vieillissement ? Pour répondre à ces questions, des chercheurs du CNRS, de lÉcole pratique des hautes études (EPHE) et de luniversité 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 lamygdale et de lhippocampe en cas dAlzheimer.
La maladie dAlzheimer se caractérise par des modifications cérébrales dont certaines peuvent être mesurées, du vivant du patient, grâce à des biomarqueurs, comme la taille des aires cérébrales. Létude de ces biomarqueurs a notamment mis en évidence une diminution de la taille de certaines structures cérébrales en cas dAlzheimer, bien avant lapparition des premiers troubles cognitifs. Des questions clés demeuraient cependant ouvertes : quand et comment lévolution 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 en informatique (CNRS/Bordeaux INP/Université de Bordeaux), de lInstitut de neurosciences cognitives et intégratives dAquitaine (CNRS/Université de Bordeaux/EPHE) et de lUniversité de Valence (Espagne) ont créé un modèle de structures cérébrales qui reproduit lévolution et la dynamique du cerveau sur toute une vie, grâce à un nombre massif d'IRM (plus de 4 000) traité avec la plateforme volBrain[1]. La communauté scientifique ne dispose pas en effet dimages de toutes les périodes de la vie pour les patients atteints dAlzheimer. Les chercheurs ont donc proposé de modéliser lévolution moyenne du volume des structures cérébrales en utilisant un très grand nombre déchantillons afin destimer le point de divergence entre les sujets sains et malades.
A partir dIRM de 2944 sujets témoins sains âgés de quelques mois à 94 ans, ils ont élaboré un modèle « normal » de lévolution cérébral moyenne, quils 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 normale du vieillissement avant 40 ans pour l'hippocampe, puis vers 40 ans pour l'amygdale, ces deux structures satrophiant en cas dAlzheimer. Ces résultats montrent également un élargissement précoce des ventricules latéraux, des cavités à lintérieur du cerveau, pour les patients atteints dAlzheimer. Par contre, lors dun vieillissement normal, cet élargissement des ventricules apparait aussi pour les témoins sains, limitant lintérêt de cette mesure à des âges avancés. Doù lintérêt détudier la dynamique des biomarqueurs sur toute une vie.
[1] Développée par le CNRS, luniversité de Bordeaux et luniversité polytechnique de Valence (Espagne), cette plateforme gratuite permet aux chercheurs du monde entier de déposer les fichiers dune IRM structurelle et dobtenir en un temps record une analyse automatisée du volume des structures cérébrales scannées. Mise en ligne en 2015, elle a permis danalyser plus de 110 000 IRM de cerveaux pour plus de 2500 utilisateurs internationaux. Voir un article du CNRS du Journal sur cette plateforme : https://lejournal.cnrs.fr/articles/les-irm-cerebrales-ont-leur-traducteur-automatique
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Scientific Reports