L’Académie vétérinaire se penche sur la neuro-imagerie cérébrale en champ intense - La Semaine Vétérinaire n° 1366 du 26/06/2009
La Semaine Vétérinaire n° 1366 du 26/06/2009

La plate-forme Neurospin du Commissariat à l’énergie atomique

Éclairage

UNE JOURNÉE À…

Auteur(s) : Michel Bertrou

La visite des unités clinique et préclinique du centre spécialisé du CEA a permis aux membres de l’académie d’explorer les performances des nouvelles générations d’imageurs IRM.

Les membres de l’Académie vétérinaire de France ont visité, le 14 mai dernier, les installations de Neurospin, le centre de neuro-imagerie cérébrale par résonance magnétique nucléaire (IRM) en champ intense du Commissariat à l’énergie atomique (CEA), situé sur le plateau de Saclay. Cette infrastructure de 11 400 m2, ouverte en 2007, est totalement dédiée à la recherche en imagerie cérébrale(1). La compréhension du cerveau est un défi majeur du xxie siècle et les performances des nouvelles générations d’imageurs IRM fournissent des observations inégalées sur l’anatomie et le fonctionnement du cerveau à une échelle qui se rapproche de plus en plus du neurone. A l’interface de savoirs scientifiques et technologiques, Neurospin vise à encourager le dialogue entre les équipes méthodologiques (chargées de la conception des aimants jusqu’aux logiciels d’analyse d’images) et les chercheurs (en neurosciences ou sciences cognitives) qui les utilisent. Le centre est structuré en deux parties, l’une vouée aux études cliniques (sur des patients volontaires), l’autre se consacrant au volet préclinique via un travail sur des modèles animaux.

Le directeur de Neurospin, Denis Le Bihan, a accueilli les académiciens vétérinaires pour une visite de l’espace clinique. Il est équipé de deux aimants de 3 et de 7 teslas (T)(2), alors que les IRM hospitaliers atteignent généralement une puissance de 1,5 T. Un aimant supplémentaire de 11,7 T est prévu d’ici à trois ans. Il s’agira du plus puissant utilisé en recherche clinique.

La cartographie du “câblage” cérébral est un axe de recherche

La résonance magnétique nucléaire (RMN) est une technique de spectroscopie (découverte en 1946) qui repose sur l’utilisation des propriétés magnétiques des noyaux des atomes. Les molécules d’eau notamment, soumises à de hauts champs magnétiques, répondent différemment selon leur environnement. La RMN permet l’obtention de coupes anatomiques virtuelles qui montrent les détails de tissus cérébraux avec une précision millimétrique. La détection du mouvement brownien des molécules d’eau aboutit à des images de diffusion (dans les tissus orientés comme la substance blanche, par exemple). Il est également possible de marquer ces molécules d’eau pour effectuer des mesures de perfusion cérébrale. L’imagerie peut aussi devenir fonctionnelle. En jouant sur les différences de propriétés magnétiques de l’hémoglobine oxygénée ou désoxygénée, l’activation des zones cérébrales peut ainsi être observée. Les aimants de très hauts champs augmentent la résolution spatiale des images et génèrent de nouveaux contrastes. La résolution temporelle s’améliore également, ce qui permet de suivre l’activité cérébrale en temps réel. Ils sont utilisés pour connaître l’anatomie, le développement et le fonctionnement du cerveau normal, mais aussi mieux comprendre ses dysfonctionnements, dans le cadre d’affections comme la schizophrénie, la sclérose en plaques, la maladie d’Alzheimer ou l’autisme. Toutes ces recherches sont multidisciplinaires, a insisté Denis Le Bihan, car elles utilisent à la fois la chimie, la biochimie, la physiologie, la physique, les mathématiques et les sciences cognitives. L’un des thèmes de recherche du directeur de Neurospin est de cartographier le “câblage” cérébral (la substance blanche) en croisant l’imagerie anatomique et fonctionnelle.

L’exploration chez l’animal vigile exige un long apprentissage

Deux confrères travaillant au CEA, Marc Dhenain et Christophe Joubert, ont assuré la visite de l’espace préclinique du centre. Actuellement, les équipes de Neurospin travaillent sur un aimant de 7 T, mais ils seront bientôt équipés d’un aimant de 17 T.

Comme il est techniquement plus facile d’augmenter le champ avec un petit diamètre (de 10 à 40 cm), les aimants destinés à l’animal sont plus puissants.

Aux côtés des petits rongeurs (rats et souris), le microcèbe, minuscule lémurien de 10 à 13 cm, se révèle un bon modèle pour la recherche en imagerie cérébrale. Ces animaux sont généralement anesthésiés pour les examens. Des programmes sont cependant en cours sur des macaques pour permettre d’explorer leur activité cérébrale lorsqu’ils effectuent une tâche motrice ou cognitive donnée. Pour cela, ils doivent être préalablement entraînés à tolérer l’examen sans bouger. Il s’agit d’un travail de titan qui demande au minimum deux mois et demi, à raison de plusieurs séances par jour. Mais l’IRM fonctionnelle sur l’animal éveillé présente l’intérêt de tester de nouvelles méthodes de stimulation du cerveau (utilisées, par exemple, pour la maladie de Parkinson). Observer la façon dont le réseau neuronal du primate répond à ces stimulations peut contribuer à trouver de nouvelles cibles efficaces pour l’homme.

Le président de l’Académie vétérinaire, Francis Desbrosse, était à l’initiative de cette visite. Particulièrement intéressé par ces nouvelles techniques d’imagerie, il compte équiper sa clinique équine d’un aimant à champ ouvert sur cheval debout. Après celui de l’école de Lyon, il s’agira du second aimant de ce type en France. Notre confrère n’a pas caché son espoir de nouer de fructueuses collaborations avec les équipes de Neurospin pour perfectionner les méthodes de l’IRM chez le cheval.

  • (1) Avec le service hospitalier de Frédéric Joliot (SHFJ) à Orsay et le MIRCen, centre préclinique installé à Fontenay-aux-Roses, le CEA dispose à présent d’un regroupement unique au monde de moyens et de compétences en imagerie biomédicale.

  • (2) Un tesla équivaut à 10 000 gauss, sachant que le champ terrestre est égal à 0,5 gauss.

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