Cartographie du cortex cérébral d’un cerveau humain en développement à l’aide de données d’IRM de haute qualité

Des scientifiques ont réussi à cartographier la surface du cortex cérébral d’un jeune cerveau humain avec une résolution impressionnante. La cartographie, réalisée à l’aide de données d’imagerie par résonance magnétique (IRM) de haute qualité, a montré le développement des régions clés du cerveau entre deux mois avant et deux mois après la naissance d’un individu. Les chercheurs estiment que cette réalisation facilitera probablement les recherches futures sur le développement du cerveau et pourrait constituer une nouvelle approche pour l’étude des troubles du développement cérébral tels que l’autisme et la schizophrénie. Le cortex cérébral est une feuille de cellules cérébrales qui entoure le cerveau et constitue la région du cerveau la plus évoluée et la plus avancée. Il est plus grand chez l’homme que chez tout autre mammifère et est responsable de fonctions telles que les capacités linguistiques et le raisonnement abstrait.

Du troisième trimestre de la grossesse aux deux premières années de la vie, on assiste à un développement cortical dynamique. Le cortex tend à s’épaissir au cours de cette période et croît rapidement en termes de surface en formant des plis corticaux complexes. Les chercheurs ont établi un lien entre les perturbations de cet épaississement et de cette expansion corticale et la schizophrénie et l’autisme. Cependant, en raison de l’absence de cartographie à haute résolution de cette période, les scientifiques n’ont pas réussi à mieux comprendre cette étape du développement entre le fœtus et l’enfant.

Dans la nouvelle étude, des chercheurs de l’University of North Carolina Health Care ont recueilli un ensemble de 1 037 IRM de haute qualité de nourrissons du troisième trimestre à l’intervalle d’âge de deux ans. Les données du scanner ont ensuite été analysées par l’équipe à l’aide de méthodes informatiques de traitement d’images. Ils ont ainsi divisé la surface corticale en un maillage virtuel comportant de minuscules zones circulaires et ont mesuré le taux d’expansion de la surface pour chacune de ces zones.

L’équipe a pu définir 18 régions distinctes et a constaté qu’elles correspondaient bien à leurs connaissances existantes des organes fonctionnels du cortex. “Toutes ces régions présentent une expansion spectaculaire de leur surface au cours de cette fenêtre de développement, chaque région ayant une trajectoire distincte”, a déclaré Gang Li, PhD, professeur associé de radiologie à la faculté de médecine de l’UNC. Li est l’auteur principal de l’étude publiée dans Proceedings of the National Academy of Sciences.

La carte a révélé que chaque région du cortex avait le même parcours de développement que son homologue dans l’hémisphère opposé. En outre, l’équipe a également pu repérer des différences entre les sexes dans le développement. Selon Li, la cartographie a donné un nouvel aperçu du développement du cerveau.

L’équipe souhaite maintenant élargir son champ d’action et utiliser cette approche pour étudier des ensembles de données de scan d’enfants atteints d’autisme ou d’autres troubles du développement neurologique.