L'IRM fonctionnelle corrèle IMC élevée et troubles de connectivité cérébrale chez les enfants

L'obésité infantile est une préoccupation croissante aux États-Unis. Selon les Centers for Disease Control and Prevention, environ un enfant américain sur cinq est obèse. C’est dans ce contexte qu’une étude traitant de la comparaison du poids et de l’indice de masse corporelle (IMC) plus élevés pendant la préadolescence avec une mauvaise santé cérébrale a été présentée lors du congrès le de RSNA 2022.

Une étude à grande échelle relative à l’impact de l’obésité sur la Santé cérébrale des enfants américains

« Nous savons qu'être obèse à l'âge adulte est associé à une mauvaise santé cérébrale, précise le Dr Simone Kaltenhauser, chercheuse de troisième cycle en radiologie et imagerie biomédicale à la Yale School of Medicine de New Haven -Connecticut. Cependant, les études précédentes sur les enfants se sont souvent concentrées sur de petites populations spécifiques ou sur des aspects uniques de la santé du cerveau. »

Le travail du Dr Kaltenhauser et de son équipe a utilisé les données d'imagerie de l'étude Adolescent Brain Cognitive Development (ABCD) qui comprenait 11 878 enfants âgés de 9 à 10 ans de 21 centres à travers le pays pour représenter la diversité socio-démographique aux États-Unis. « Cet ensemble de données est unique en ce qu'il se rapproche étroitement de la population américaine », poursuit-elle.

Après avoir exclu les enfants souffrant de troubles de l'alimentation, de maladies neurodéveloppementales et psychiatriques et de lésions cérébrales traumatiques, le groupe d'étude comprenait 5 169 enfants (51,9 % de filles). Selon les scores z de l'IMC des enfants, les taux de surpoids et d'obésité au sein du groupe d'étude étaient de 21% et 17,6%, respectivement.

Un groupe d’étude soumis à des explorations d’IRM cérébrale structurelle et fonctionnelle

Pour obtenir une vue complète de la santé cérébrale au sein du groupe d'étude, l'équipe a évalué les informations de l'IRM structurelle et de l'IRM fonctionnelle (IRMf) à l'état de repos. Les chercheurs ont également évalué les données de l'imagerie du tenseur de diffusion et de l'imagerie du spectre de restriction. Après avoir corrigé l'âge, le sexe, l'origine ethnique, la latéralité et le statut socio-économique, l'équipe de recherche a utilisé des modèles linéaires pour déterminer les associations entre le poids, les scores z de l'IMC et les paramètres d'imagerie.

Les chercheurs ont observé des changements structurels du cerveau chez les enfants ayant un poids et des scores z d'IMC plus élevés, y compris une altération significative de l'intégrité de la substance blanche. Les zones de dégradation comprenaient la substance blanche du corps calleux ainsi que les zones de connexion dans les hémisphères qui relient les lobes du cerveau. « Il est frappant que ces changements aient été visibles dès le début de l'enfance », confirme le Dr Kaltenhauser.

Les chercheurs ont également observé un amincissement du cortex, qui a été associé à une fonction exécutive altérée. « Nous nous attendions à une diminution de l'épaisseur corticale chez les enfants de poids élevé et d'IMC z-score, comme cela avait été constaté précédemment dans des sous-échantillons plus petits de l'étude ABCD, remarque-t-elle. Cependant, nous avons été surpris par l'étendue de l'altération de la substance blanche. »

Des corrélations trouvées entre les scores z de l’IMC élevés et des modifications de connectivité cérébrales

Les images IRMf à l'état de repos ont révélé qu'une augmentation du poids et des scores z de l'IMC étaient associés à une diminution de la connectivité dans les réseaux fonctionnels cérébraux qui impliquent le contrôle cognitif, la motivation et la prise de décision basée sur les récompenses. « L'augmentation de l'IMC et du poids n'est pas seulement associée à des conséquences uniquement sur la santé physique, mais également à la santé cérébrale, annonce le Dr Kaltenhauser. Notre étude a montré que des scores z de poids et d'IMC plus élevés chez les enfants de 9 et 10 ans étaient associés à des changements dans les macrostructures, les microstructures et la connectivité fonctionnelle qui aggravaient la santé du cerveau. »

L'auteur principal de cette étude, le Dr Sam Payabvash, neuroradiologue et professeur adjoint de radiologie et d'imagerie biomédicale à la Yale School of Medicine, voit dans ces résultats une explication mécaniste importante d'autres études qui montrent qu'un IMC plus élevé chez les enfants est associé à un mauvais fonctionnement cognitif et de faibles performances scolaire.

« L'étude longitudinale ABCD nous donne l'opportunité d'observer tous les changements qui se produisent chez les enfants ayant un poids et des scores z d'IMC plus élevés, conclut-il. Nous devrons les surveiller durant les 6 à 10 prochaines années. »