Neuroimagerie fonctionnelle - Une plongée dans le cerveau

Julien Doyon, directeur scientifique de l’Unité de neuroimagerie fonctionnelle de l’Institut universitaire de gériatrie de Montréal, et son adjoint, Ouri Monchi, peuvent, grâce à de nouvelles techniques d’imagerie, examiner avec une précision
Photo: Julien Doyon, directeur scientifique de l’Unité de neuroimagerie fonctionnelle de l’Institut universitaire de gériatrie de Montréal, et son adjoint, Ouri Monchi, peuvent, grâce à de nouvelles techniques d’imagerie, examiner avec une précision

De véritables prodiges sont réalisés grâce aux plus récentes techniques d'imagerie médicale, rapportent deux chercheurs spécialisés dans l'étude du cerveau.

«Grâce à l'imagerie par résonance magnétique, nous observons comme jamais auparavant le fonctionnement du cerveau», relate Julien Doyon, directeur scientifique de l'Unité de neuroimagerie fonctionnelle de l'Institut universitaire de gériatrie de Montréal.

«Certains d'entre nous observent comment le cerveau normal fonctionne ainsi que l'effet du vieillissement, relate Ouri Monchi, adjoint au directeur scientifique de l'Unité de neuroimagerie fonctionnelle. Ainsi, on constate que les performances d'une personne vieillissante ne diminuent pas nécessairement avec l'âge, mais que son cerveau travaille plus fort pour obtenir le même résultat.»

À cette fin, les chercheurs utilisent des appareils d'imagerie par résonance magnétique (IRM) semblables à ceux qu'on retrouve dans les hôpitaux. Toutefois, leur laboratoire est doté de certains des appareils les plus performants au monde. Ceux-ci permettent non seulement d'examiner avec une précision inégalée l'anatomie du cerveau, mais surtout de voir comment il fonctionne. Ces techniques d'imagerie médicale représentent une véritable révolution puisque ce genre d'observations ne pouvaient se faire autrefois que sur des sujets décédés ou des animaux sacrifiés.

Voir comment on pense

«Nos appareils d'IRM nous permettent d'observer une multitude de fonctions du cerveau, indique

M. Doyon. On peut entre autres étudier le fonctionnement de la mémoire et du langage ainsi que les structures du cerveau concernées par la planification de la pensée et la résolution de problèmes. On peut aussi étudier l'effet de maladies ou de lésions.»

Opérationnelle depuis trois ans, l'Unité de neuroimagerie fonctionnelle accueille une quarantaine de chercheurs qui y mènent plus d'une centaine de projets de recherche.

«La neuroimagerie fonctionnelle est l'observation du cerveau qui permet non seulement d'étudier ses structures, mais de les voir à l'oeuvre», précise M. Doyon. «Plusieurs axes de recherche sont menés à l'Institut universitaire de gériatrie, indique son collègue Monchi. Le Dr Doyon et moi faisons partie de l'axe neuroscience cognitive et neuroimagerie.»

Dans son laboratoire, M. Monchi étudie entre autres la maladie de Parkinson alors que des collègues s'intéressent aux troubles légers de la cognition ou encore à la maladie d'Alzheimer. D'autres chercheurs de cette unité étudient le cerveau chez des sujets normaux afin de comprendre quels sont les bons facteurs du vieillissement. «On peut aussi tenter d'observer les effets des traitements sur certaines maladies, ajoute Julien Doyon. Ou encore, on peut chercher de quelle façon on peut aider les patients qui sont sur le point de développer la maladie d'Alzheimer ou qui en sont au tout début, etc.»

«L'une des choses qu'on peut faire maintenant, mais qui nous était inaccessible avant l'IRM, est d'étudier les problèmes du langage qui apparaissent en vieillissant, illustre M. Monchi. Comme vous le savez, il arrive que des personnes âgées développent une certaine hésitation en parlant. Nous savons aussi qu'en vieillissant le cerveau fonctionne plus lentement. La question qui se pose est donc: est-ce parce que le cerveau fonctionne plus lentement qu'on parle avec hésitation ou s'agit-il de deux phénomènes distincts? Nous menons actuellement des travaux qui visent à répondre à cette question...»

«Nous sommes un centre d'expertise en neuroimagerie au Québec, résume le directeur du laboratoire, mais il y a plusieurs chercheurs d'un peu partout, y compris d'Europe, qui viennent faire ici des expériences.»

Une révolution : scruter l'ensemble du cerveau

Les deux chercheurs font en outre état de la mise au point, dans leur laboratoire comme ailleurs dans le monde, d'une nouvelle méthode d'imagerie médicale qui permet d'observer les connexions entre les différentes régions du cerveau. «Nous appelons cela de l'imagerie par tenseur de diffusion, indique M. Doyon. Nous sommes maintenant capables d'observer les axones, ces fameux faisceaux de fibres qui relient les différentes parties du cerveau.»

Ce qui fascine les chercheurs, c'est que cette approche permet pour la première fois d'observer le fonctionnement global et détaillé du cerveau. «On peut même regarder si la qualité de ces branchements est en train de se dégrader, ce qui est très précieux», poursuit son collègue Monchi.

Auparavant, on pouvait observer le fonctionnement de certaines parties du cerveau lorsque, par exemple, on demande à un sujet de faire une activité de mémorisation ou de langage. Mais grâce à l'imagerie par tenseur de diffusion, les chercheurs peuvent enfin voir de quelle façon les différentes régions du cerveau sont reliées entre elles et travaillent ensemble. «C'est fantastique!», de lancer Ouri Monchi.

«Grâce à l'imagerie par tenseur de diffusion, nous étudions le fonctionnement du cerveau dans son ensemble, nous voyons les réseaux travailler ensemble, poursuit-il. Par exemple, nous observons les régions du cerveau qui s'activent lorsqu'on cherche à se rappeler d'un événement: quelles sont donc les structures qui contribuent au souvenir et comment fonctionnent-elles entre elles?»

Autre genre de questions que la nouvelle technique permet d'aborder: qu'est-ce qui se pas-

se lorsqu'une personne souffre d'une pathologie? Comment réagit son cerveau et comment se réorganise-t-il?

Mise au point ces dernières années, cette technique ouvre de fascinantes avenues de recherche, estime le directeur scientifique de l'Unité de neuroimagerie fonctionnelle.

«En fait, j'en suis absolument convaincu, c'est la voie de l'avenir!, dit-il avec enthousiasme. Non

seulement va-t-on chercher à comprendre comment fonctionne le cerveau, mais aussi comprendre de quelle façon ses réseaux sont affectés par une pathologie.»

Il estime même que cette technique devrait permettre d'observer les différences entre des personnes normales et celles qui développeront la maladie d'Alzheimer. «Un jour, on pourra prédire qui risque de devenir alzheimer, affirme-t-il. Voilà qui ouvre des perspectives sensationnelles!»

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Collaborateur du Devoir