L'IRM révèle les niveaux de fonctionnalité cérébrale après arrêt cardiaque

L'IRM fonctionnelle et la méthode de tenseur de diffusion pourraient aider à prédire le rétablissement à long terme chez les patients qui souffrent d'un handicap neurologique après un arrêt cardiaque, selon une étude publiée en ligne dans la revue Radiology. L'arrêt cardiaque affecte des centaines de milliers de personnes chaque année aux États-Unis seulement, selon l'American Heart Association. De nombreux patients qui y survivent font souvent l'objet de graves incapacités neurologiques, car la perte temporaire de flux sanguin oxygéné vers le cerveau peut entraîner une mort cellulaire neuronale généralisée.

Étudier l'intégration fonctionnelle du cerveau par l'IRM

"Les méthodes actuelles d'évaluation des fonctions cérébrales futures de ces survivants ont une précision limitée, déclare l'auteur principal de l'étude, le Dr Robert D. Stevens, de la Johns Hopkins University School of Medicine à Baltimore. Nous avons besoin d'outils mieux appropriés pour aider les cliniciens à comprendre l'ampleur de ces blessures et faire des prédictions plus précises sur le rétablissement, permettant ainsi une prise de décision plus éclairée." Pour cette étude, le Dr Stevens et ses collègues ont utilisé des techniques avancées d'IRM comme l'imagerie du tenseur de diffusion et l'IRM fonctionnelle au repos (IRMf) afin de se concentrer sur l'intégration fonctionnelle à grande échelle du cerveau. Ce «réseau de réseaux», ou connectome, représente l'ensemble des différentes populations neuronales dans le cerveau qui travaillent ensemble pour effectuer des tâches.

Une connectivité fonctionnelle supérieure chez les patients les plus autonomes

Les chercheurs ont évalué la connectivité fonctionnelle du cerveau chez 46 patients qui étaient dans le coma à la suite d'un arrêt cardiaque. L'imagerie, réalisée dans les deux semaines suivant l'accident, comprenait des études de la structure et de la fonction cérébrale. L'imagerie fonctionnelle s'est concentrée sur quatre réseaux bien caractérisés dans le cerveau, dont le réseau du mode par défaut, qui est actif lorsqu'une personne n'est pas engagée dans une tâche spécifique, et le réseau de saillance, un ensemble de régions cérébrales qui sélectionnent les stimuli méritant notre attention. Un an après les arrêts cardiaques des patients, les chercheurs ont observé les patients à l'aide de la Cerebral Performance Category Scale, une échelle couramment utilisée pour ce type d'évaluation. Onze patients ont eu des résultats favorables. La connectivité fonctionnelle à un an était plus forte chez ceux qui atteignaient un niveau d'indépendance supérieur par rapport à ceux qui étaient fortement dépendants. Les changements dans la connectivité fonctionnelle entre les réseaux ont prédit les résultats avec plus de précision que n'importe quelle autre mesure structurale IRM testée. 

L'interaction entre le mode cérébral par défaut et l'activité du réseau de saillance

"Ces informations changent la donne sur ce qui se passe dans le cerveau des personnes qui souffrent d'un arrêt cardiaque, poursuit le Dr Stevens. Nous réalisons que les architectures de réseau peuvent être sélectivement perturbées dans ce contexte." Un prédicteur clé des résultats était l'interaction entre le mode par défaut du cerveau et les réseaux de saillance. Ces deux réseaux sont normalement anti-corrélés, ce qui signifie que lorsque le réseau de mode par défaut devient plus actif, l'activité est réduite dans le réseau de saillance, et vice versa. Lorsque les chercheurs ont comparé les résultats de l'imagerie cérébrale de patients ayant eu des résultats favorables avec ceux qui n'en avaient pas, ils ont remarqué une différence significative.

Un fort potentiel de prédiction de résultats et de guidance thérapeutique

"L'anti-corrélation a été préservée chez les patients qui ont récupéré et a disparu chez les autres, remarque le Dr Stevens. La conservation relative de cette anti-corrélation était le signal notoired'un résultat favorable." Les résultats indiquent que les mesures de connectivité pourraient être des marqueurs précoces du potentiel de rétablissement à long terme chez les patients présentant des lésions cérébrales liées à l'arrêt cardiaque, selon les chercheurs. Bien que ces derniers ne s'attendent pas à ce que l'examen IRM soit la solution miracle pour prédire les résultats, celui-ci pourrait accroître la confiance des cliniciens dans la communication avec les familles des patients à la suite d'un arrêt cardiaque. De plus, l'IRMf pourrait aider au développement d'interventions thérapeutiques pour les patients neurologiquement handicapés.

"Les études de Connectome ont un fort potentiel pour, non seulement prédire les résultats, mais aussi guider le traitement", conclut le Dr Stevens.