Identifier les défauts de connectivité de l'hippocampe grâce à l'IRM 7T

La cartographie IRM à ultra-haut champ pour cartographier le cerveau des personnes atteintes trisomie 21 (T21) a permis à des chercheurs de la Case Western Reserve University, de la Cleveland Clinic et autres institutions universitaires de détecter des différences subtiles dans la structure et la fonction de l'hippocampe, région cérébrale liée à la mémoire et à l'apprentissage.

Une cartographie IRM 7T pour étudier l’hippocampe de patients atteints de trisomie 21

Dans une étude publiée dans la Revue Brain Communications, une cartographie si détaillée a ainsi permis à l'équipe de chercheurs de mieux comprendre comment chaque sous-région de l'hippocampe chez les personnes atteintes de T21 est fonctionnellement connectée à d'autres parties du cerveau. « Le but ultime de cette approche est d'avoir une technique objective pour compléter les évaluations neuropsychologiques afin de mesurer les compétences fonctionnelles des personnes atteintes de T21 », précise le Pr Alberto Costa, Professeur de pédiatrie et de psychiatrie à la Case Western Reserve University School of Medicine et auteur principal de l’étude.

Dans la T21 - ou syndrome de Down -, le chromosome 21 supplémentaire modifie le développement du corps et du cerveau d’un bébé, avec des déficiences intellectuelles et développementales souvent généralisées. Les capacités cognitives peuvent varier considérablement selon les personnes atteintes et dépendent fortement de l'hippocampe. « Nous nous sommes concentrés sur cette structure au plus profond du cerveau qui est responsable de fonctions telles que la formation de souvenirs d’épisodes dans la vie et la mémoire spatiale », poursuit-il.

Des images d’une précision extrême sur des patients non sédatés

L’IRM 7T est de plus en plus disponible pour la recherche humaine, permettant aux neuroscientifiques de cartographier le cerveau à une résolution plus élevée sans perdre de qualité de l'image. Pour mener leur étude, les chercheurs ont effectué une première comparaison in vivo des volumes de différents segments anatomiques de l'hippocampe entre des personnes atteintes de T21 et des individus témoins du même âge et du même sexe.

Pour chaque participant, des cartographies de connectivité fonctionnelle du cerveau entier ont été créées pour l'hippocampe gauche et droit. « Les gains de sensibilité et de résolution d'image réalisables avec l'IRM à ultra-haut champ fournissent des niveaux de détail et de précision qui n'étaient pas accessibles auparavant dans les études sur des personnes vivantes et non sédatées, atteintes du syndrome de Down », remarque le Pr Katherine Koenig, Professeure adjointe de radiologie à la Cleveland Clinic Lerner College of Medicine de la Case Western Reserve University et co-auteur de l'étude.

Des mesures IRM spécifiques en tant que marqueurs potentiels de l’efficacité médicamenteuse

Sur les 34 participants avec T21, il n’a pas été possible d’analyser la connectivité sinon partiellement et cinq ont été exclus en raison de mouvement. Afin de faire correspondre la taille de l'échantillon et les données démographiques du groupe T21, 22 sujets témoins ont été choisis qui correspondaient pour la plupart en termes d'âge et de sexe. L'échantillon final de connectivité comprenait donc 22 individus avec T21 (âge moyen 25,5 ± 6,5, intervalle 15–35; 13 hommes) et 22 témoins (âge moyen 25,1 ± 6,8, intervalle 15–36; 13 hommes).

« Nous avons d’autre part trouvé des relations significatives entre la taille des sous-régions de l'hippocampe et les mesures cognitives, renchérit le Pr Costa. Bien que davantage de travail soit nécessaire pour valider certaines de nos découvertes, ces résultats soutiennent l'étude de mesures IRM spécifiques en tant que marqueurs potentiels pour étudier l'efficacité des médicaments pour éventuellement améliorer la fonction cognitive chez les personnes atteintes de T21. »