L’Institut et hôpital neurologiques de Montréal, toujours à l’avant-garde

Chirurgie sous anesthésie locale pour résection d’un foyer épileptique
Photo: Institut Neurologique de Montréal Chirurgie sous anesthésie locale pour résection d’un foyer épileptique

Fondé en 1934 par le Dr Wilder Penfield, l’Institut et hôpital neurologiques de Montréal, dit le Neuro, jadis appelé l’Institut neurologique de Montréal (INM), a été le siège de découvertes qui ont révolutionné notre connaissance du cerveau, le traitement de l’épilepsie et la pratique de la neurochirurgie. Il fut pendant longtemps le plus grand centre de recherche en neurosciences du monde, et il demeure aujourd’hui un haut lieu en la matière.

En 1928, l’hôpital Royal Victoria recrute le Dr Wilder Penfield, qui jusque-là menait des recherches en neurologie et en neurochirurgie à l’Université Columbia de New York, après avoir étudié à Oxford, en Angleterre, puis à l’hôpital Johns-Hopkins de Baltimore, aux États-Unis, où il a obtenu son doctorat. Une fois à Montréal, le Dr Penfield propose à l’Université McGill de créer un institut de recherche et de traitement des maladies neurologiques. Grâce à un don de la Fondation Rockefeller et au soutien du gouvernement du Québec, de la Ville de Montréal et de donateurs privés, il crée l’Institut neurologique de Montréal, qui ouvre ses portes en 1934. Il en sera le directeur jusqu’en 1960 et mourut en avril 1976, à l’âge de 85 ans. Une avenue qui traverse le Golden Square Mile de Montréal porte aujourd’hui son nom.

La procédure de Montréal

C’est à l’INM que le Dr Penfield met au point au début des années 1950 une nouvelle technique chirurgicale pour traiter les épilepsies récalcitrantes aux médicaments. Cette technique sera désignée sous l’appellation « procédure de Montréal ».

Dans un premier temps, le Dr Penfield procède à une anesthésie locale au site d’ouverture de la boîte crânienne, de sorte que les patients demeurent éveillés pendant l’intervention. Ils peuvent ainsi décrire ce qu’ils ressentent tandis que le Dr Penfield stimule électriquement différentes régions de la surface de leur cerveau, de même que des structures plus profondes, à l’aide d’une électrode. Selon la zone du cortex qui est stimulée, le patient pourra voir sa main bouger, ou ressentir un engourdissement dans un pied, voire être frappé d’une crise d’épilepsie. Ces différentes manifestations permettent au Dr Penfield d’une part de localiser les zones du cerveau qui sont responsables des crises d’épilepsie chez ses patients, et d’autre part de cartographier les régions du cortex cérébral qui assurent les fonctions sensorielles et motrices de toutes les parties du corps.

Les homoncules de Penfield

Le Dr Penfield a établi deux cartes : l’une du cortex moteur d’où partent les commandes motrices qui ordonnent à chacun de nos muscles de bouger — il s’agit de l’homoncule moteur de Penfield. L’autre carte correspond à celle du cortex sensitif, ou somato-sensoriel, qui reçoit des informations sensorielles (température, douleur, sensations tactiles) provenant de la surface du corps. Il s’agit de l’homoncule sensitif de Penfield.

Ces deux cartographies se présentent sous la forme d’un drôle de bonhomme vu de profil et dont les parties du corps sont disproportionnées, car la surface corticale représentant une partie du corps n’est pas proportionnelle à la taille de cette dernière. Dans l’homoncule moteur, la surface du cortex correspondant à une partie du corps est d’autant plus grande que la motricité de cette région corporelle est fine et complexe. Notamment, les fins mouvements de la langue lorsque nous parlons, ainsi que l’incroyable dextérité de la main, surtout celle du pouce, exigent beaucoup plus de ressources cérébrales que les mouvements rudimentaires des jambes et du tronc. De même, dans l’homoncule sensitif, la surface du cortex correspondant à une partie du corps est d’autant plus grande que la sensibilité de cette région corporelle est élaborée et riche, comme l’est notamment celle des lèvres, qui sont démesurément grandes dans l’homoncule sensitif.

Les méthodes d’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) ont permis d’apporter de petites corrections à l’homoncule moteur de Penfield, notamment en ce qui concerne les organes génitaux et le cou, qui a été relocalisé entre le tronc et les épaules. Mais pour l’essentiel, il demeure aujourd’hui la référence en neurochirurgie.

Photo: Institut Neurologique de Montréal Lamar Roberts (à gauche) et Wilder Penfield (à droite) font la revue de radiographies préopératoires.

Foyer épileptique

« Avant le Dr Penfield, on ne connaissait pas la cause de l’épilepsie temporale pour la simple raison qu’elle était cachée dans la partie profonde du cerveau. La stimulation de la surface du cortex était très utile, mais ne renseignait souvent pas sur la cause véritable des manifestations. Le Dr Penfield a inventé une électrode flexible et très fine qui permettait d’atteindre l’hippocampe [une structure sise à l’intérieur du lobe temporal],et c’est comme ça qu’il a observé que l’activité épileptique enregistrée à la surface du cortex était précédée de quelques microsecondes par celle d’une bougie d’allumage plus profonde dans l’hippocampe. Et tant que cette bougie d’allumage [le foyer épileptique] n’était pas enlevée, l’épilepsie persistait. Le Dr Penfield a alors procédé à la résection de l’hippocampe, et il a eu un succès remarquable chez les patients épileptiques qui étaient réfractaires aux traitements pharmacologiques », relate le Dr Richard Leblanc, neurochirurgien à l’Institut neurologique de Montréal et professeur-chercheur de neurologie à l’Université McGill.

La méthode de Montréal est donc la méthode chirurgicale qui a donné le premier traitement efficace pour l’épilepsie temporale. Elle consiste en une chirurgie sous anesthésie locale qui inclut la reconnaissance de la bougie d’allumage due à une cicatrice au niveau de l’hippocampe, la stimulation de la surface du cerveau pour déterminer l’homoncule et ainsi s’assurer que toute résection ne portera pas atteinte à des fonctions importantes, de même que l’excision de la bougie d’allumage — le plus souvent l’hippocampe — et de la surface du cortex qui était sous son influence.

En raison de son succès, la procédure de Montréal fut adoptée partout dans le monde pour soulager les patients atteints d’épilepsie ayant comme foyer d’origine une structure enfouie dans le lobe temporal. Elle est encore aujourd’hui utilisée à travers le monde.

Brenda Milner

Au début des années 1950, deux patients du Dr Penfield qui ont subi une résection de routine au niveau du lobe temporal pour enrayer leur épilepsie sont frappés d’amnésie antérograde : ils ne peuvent plus retenir aucune nouvelle information ou se souvenir de tout nouvel événement. Invitée par le Dr Penfield à examiner ces deux patients, Brenda Milner, une jeune neuropsychologue britannique qui poursuit son doctorat à l’Université McGill, soupçonne la cause de cette amnésie. Même si le Dr Penfield n’est intervenu que dans un seul des deux hémisphères chez ces deux patients, Brenda Milner croit néanmoins que le lobe temporal de l’hémisphère intact doit probablement être endommagé puisqu’il ne prend pas la relève comme il le devrait.

H. M.

Lorsque le Dr Penfield et Brenda Milner présentent leurs observations et hypothèses dans le cadre d’un congrès aux États-Unis, le Dr William Scoville, un neurochirurgien du Connecticut, vient les informer qu’un de ses patients a lui aussi perdu toute mémoire des faits récents après qu’il eut procédé en 1953 à une excision bilatérale (dans les deux hémisphères) de l’hippocampe et de l’amygdale dans l’espoir de le soulager d’une grave épilepsie. Ce patient qui ne fut identifié que par ses initiales H. M. jusqu’à sa mort confirmait ainsi l’intuition de Brenda Milner, dont la découverte en 1954 démontrait l’importance de l’hippocampe pour la mémorisation des faits nouveaux et des expériences vécues.

« Le cas de H. M. confirmait que, tant que la personne possède un hippocampe intact, la mémoire est préservée. C’est lorsque les deux hippocampes sont endommagés que l’on perd cette fonction », résume le Dr Leblanc.

Amnésie antérograde

Les multiples examens que Brenda Milner fit subir à H. M., qui avait gardé toute son intelligence, lui permirent d’établir qu’il ne souffrait pas d’amnésie rétrograde puisqu’il avait conservé tous les souvenirs qu’il avait accumulés avant son opération. De plus, sa mémoire à court terme ou immédiate était intacte puisqu’il pouvait retenir une courte série de chiffres, par exemple, pendant une période d’une minute si l’on ne détournait pas son attention. Par contre, il n’emmagasinait pas ces informations au-delà de 15 minutes et ne développait donc aucune mémoire à long terme. Toutefois, Brenda Milner remarqua qu’H. M. acquérait sans en être conscient des habiletés motrices. En effet, même si d’une fois à l’autre il ne se souvenait pas d’avoir passé certains tests sensorimoteurs, il les exécutait de mieux en mieux.

Le vrai nom de H. M.

Le 2 décembre 2008, au décès de H. M., on a pu découvrir qu’il se nommait Henry Gustave Molaison, et son cerveau fut prélevé et envoyé à l’Université de Californie à San Diego, où on le trancha en plusieurs milliers de sections qui ont ensuite été numérisées afin de créer une représentation virtuelle en trois dimensions de son cerveau qui fut mise en ligne dans le cadre du projet The Brain Observatory.

Test de Wada

Dans le but d’éviter à d’autres patients épileptiques la dramatique amnésie dont souffrait H. M., Brenda Milner fit appel au Dr Juhn Wada, un neurologue japonais qui au début des années 1950 se spécialisait à l’INM. Le Dr Wada avait mis au point un test permettant d’évaluer le rôle de chaque hémisphère dans le langage et la mémoire chez un patient qui devait subir une chirurgie au cerveau. Son test, dénommé test de Wada, consistait à injecter un anesthésique (amobarbital sodique) dans l’artère carotide qui irrigue l’hémisphère cérébral dans lequel le neurochirurgien devait exciser l’hippocampe et une portion du cortex susceptible d’inclure les aires de Broca et de Wernicke, qui sont associées au langage.

Pendant les quelques minutes où l’hémisphère était paralysé, Brenda Milner en profitait pour vérifier si l’autre hémisphère permettait d’assurer adéquatement les différentes composantes de la mémoire ainsi que de la parole.

« Si on voulait opérer un patient du côté gauche, par exemple, on endormait son hémisphère gauche et Brenda Milner procédait à une batterie de tests psychométriques qu’elle avait inventés. Si le patient ne présentait pas de difficulté à parler et à se remémorer ce qu’il venait de faire, on pouvait procéder à l’excision », explique le Dr Leblanc.

Brenda Milner est aujourd’hui âgée de 98 ans, et elle n’a toujours pas perdu sa passion pour son domaine de recherche.

Les différentes composantes de la mémoire

Amnésie rétrograde. Elle concerne tous les événements survenus et les informations acquises avant l’intervention chirurgicale ou l’accident ayant provoqué l’amnésie.

Mémoire à court terme. Aussi appelée mémoire immédiate ou mémoire de travail, elle est cette capacité d’enregistrer des informations pendant un laps de temps très court, d’environ une demi-minute.

Mémoire à long terme. S’il est entretenu, un souvenir de la mémoire à court terme peut être transféré dans la mémoire à long terme, où il pourra se maintenir pendant des mois, des années, voire toute la vie.

Mémoire explicite. Aussi appelée mémoire déclarative, elle concerne tous ces souvenirs (événements, informations et choses) que l’on peut décrire verbalement, tels que notre date de naissance, ce que l’on a mangé la veille ou la fonction des objets.

Mémoire implicite. Elle se forme de manière inconsciente et ne s’exprime pas avec des mots, et elle concerne principalement des apprentissages moteurs.