Une étude a révélé que la température moyenne mesurée du cerveau était de 38,5 °C (101,3°F), mais qu’elle variait de 32,6 (90,7°F) à 42,3 °C (108,1°F).
Une nouvelle étude a établi un lien entre un cycle quotidien de la température du cerveau et la survie après une lésion cérébrale traumatique.
Selon des études récentes, la température moyenne du cerveau humain change beaucoup plus qu’on ne le pensait auparavant. Cela pourrait être une indication d’une activité cérébrale saine. Alors que la température buccale est normalement inférieure à 37°C (98,6°F) chez les hommes et les femmes en bonne santé, la température moyenne du cerveau est de 38,5°C (101,3°F), les zones profondes du cerveau atteignant souvent 40°C (104°F), en particulier chez les femmes, tout au long de la journée.
Dans le passé, les recherches sur la température du cerveau humain dépendaient des données recueillies auprès de patients en soins intensifs souffrant de lésions cérébrales, où une surveillance directe du cerveau est souvent nécessaire. Plus récemment, une méthode de balayage du cerveau connue sous le nom de spectroscopie par résonance magnétique (SRM) a permis aux chercheurs de détecter la température du cerveau chez des individus sains sans avoir à recourir à des procédures invasives. Cependant, jusqu’à récemment, la SRM n’a pas été utilisée pour étudier la façon dont la température du cerveau varie au cours de la journée ou pour prendre en compte l’influence de l'”horloge biologique” d’une personne sur cette température.
Les extrêmes de température du cerveau humain sain montrent des températures relativement chaudes chez les femmes en post-ovulation le matin par rapport aux températures les plus froides chez les hommes le soir. Le jaune plus clair représente des températures plus chaudes. Crédit : Nina Rzechorzek/MRC LMB/Brain
Cette nouvelle étude a permis de créer la première carte en 4D de la température d’un cerveau humain sain. Elle a été réalisée par des scientifiques du Laboratoire de biologie moléculaire du Medical Research Council (MRC) de Cambridge, au Royaume-Uni. En démontrant le degré étonnant de variation de la température du cerveau en fonction de la région cérébrale, de l’âge, du sexe et du moment de la journée, cette carte réfute de nombreuses idées préconçues. Il est important de noter que ces résultats contredisent également l’hypothèse communément admise selon laquelle la température du corps et celle du cerveau sont identiques.
L’étude, qui a été récemment publiée dans la revue Brain, a également examiné les données de personnes ayant subi des lésions cérébrales traumatiques et a trouvé une forte corrélation entre la survie et la présence de cycles quotidiens de température cérébrale. Ces découvertes pourraient aider au diagnostic, au pronostic et au traitement des lésions cérébrales.
Variation frappante de la température du cerveau dans la santé
Pour étudier le cerveau sain, les chercheurs ont recruté 40 volontaires, âgés de 20 à 40 ans, qui ont été scannés le matin, l’après-midi et en fin de soirée pendant une journée, à l’Edinburgh Imaging Facility, Royal Infirmary of Edinburgh.
Les chercheurs ont également donné aux participants un moniteur d’activité porté au poignet, ce qui permet de prendre en compte les différences génétiques et de style de vie dans le rythme circadien de chaque personne. Pour les “couche-tard” comme pour les “alouettes”, le fait de connaître le moment biologique de la journée où chaque mesure de température cérébrale a été prise a permis de prendre en compte les différences entre les horloges corporelles de chaque volontaire dans l’analyse.
Les régions du cerveau sélectionnées pour la mesure de la température à l’aide de la spectroscopie par résonance magnétique sont présentées comme des superpositions sur des scans standard du cerveau par IRM dans différents plans. 80 régions ont été choisies dans le cerveau (vues de dessus, en haut à gauche, et de côté, en haut à droite) et regroupées en 4 couches concentriques (en haut à gauche). Une région a été choisie dans l’hypothalamus (Hypo ; vue de dessus, de côté et de face, du bas à gauche au milieu), et une région dans le thalamus (Thal ; vue de face, en bas à droite). L’hypothalamus est une région clé pour la régulation de nombreux éléments, notamment la température, le sommeil et l’horloge biologique. Crédit : Nina Rzechorzek/Edinburgh Imaging/Brain
Chez les participants en bonne santé, la température moyenne du cerveau était de 38,5°C (101,3°F), soit plus de deux degrés de plus que celle mesurée sous la langue. L’étude a également révélé que la température du cerveau variait en fonction de :
- l’heure de la journée,
- la région du cerveau,
- sexe et cycle menstruel,
- et l’âge.
Alors que la surface du cerveau était généralement plus froide, les structures cérébrales plus profondes étaient fréquemment plus chaudes que 40°C (104°F) ; la température cérébrale la plus élevée observée étant de 40,9°C (105,6°F). Chez tous les individus, la température du cerveau a montré une variation constante de près de 1°C (1,8°F) selon l’heure du jour, les températures les plus élevées étant observées l’après-midi et les plus basses la nuit.
En moyenne, les cerveaux des femmes étaient environ 0,4°C (0,7°F) plus chauds que ceux des hommes. Cette différence entre les sexes étaitLe cycle menstruel est probablement à l’origine de cette différence, puisque la plupart des femmes ont été examinées dans la phase post-ovulation de leur cycle et que la température de leur cerveau était environ 0,4°C (0,7°F) plus élevée que celle des femmes examinées dans leur phase pré-ovulation.
Les résultats ont également montré que la température du cerveau augmentait avec l’âge sur les 20 ans des participantes, plus particulièrement dans les régions profondes du cerveau, où l’augmentation moyenne était de 0,6°C (1,1°F). Les chercheurs estiment que la capacité du cerveau à se refroidir peut se détériorer avec l’âge et que des travaux supplémentaires sont nécessaires pour déterminer s’il existe un lien avec le développement de troubles cérébraux liés à l’âge.
Le Dr John O’Neill, chef de groupe au MRC Laboratory for Molecular Biology, a déclaré :
“Pour moi, le résultat le plus surprenant de notre étude est que le cerveau humain sain peut atteindre des températures qui seraient diagnostiquées comme de la fièvre n’importe où ailleurs dans le corps. Des températures aussi élevées ont été mesurées dans le passé chez des personnes souffrant de lésions cérébrales, mais on avait supposé qu’elles résultaient de la lésion.”
“Nous avons découvert que la température du cerveau baisse la nuit avant de s’endormir et remonte pendant la journée. Il y a de bonnes raisons de penser que cette variation quotidienne est associée à la santé du cerveau à long terme – ce que nous espérons étudier ensuite. “
Les rythmes de température dans les cerveaux blessés
Le Dr Nina Rzechorzek, co-auteur de l’étude. Crédit : Laboratoire de biologie moléculaire du MRC.
Afin d’explorer les implications cliniques des données obtenues à partir de volontaires sains, les chercheurs ont analysé les données de température recueillies en continu dans le cerveau de 114 patients ayant souffert d’un traumatisme crânien (TCC) modéré à sévère. La température moyenne du cerveau des patients était de 38,5°C (101,3°F), mais elle variait encore plus largement, de 32,6°C (90,7°F) à 42,3°C (108,1°F).
Sur 100 patients pour lesquels on disposait de suffisamment de données pour tester les rythmes quotidiens, seul un quart présentait un rythme quotidien de la température cérébrale. En se concentrant sur les prédicteurs de survie en soins intensifs, les chercheurs ont constaté que les mesures absolues de la température cérébrale étaient d’une utilité limitée, mais que la variation quotidienne de la température cérébrale était fortement liée à la survie – en effet, parmi les patients souffrant de TBI et présentant un rythme quotidien de température cérébrale, seuls 4 % sont décédés en soins intensifs, contre 27 % qui ne présentaient pas un tel rythme.
Les chercheurs précisent que des études de plus grande envergure sont nécessaires pour valider cette association et que le lien entre la température du cerveau et la survie n’est que corrélatif, ce qui signifie que les rythmes quotidiens de la température du cerveau ne peuvent pas être considérés comme augmentant directement la survie. Toutefois, le lien observé signifie que la surveillance des cycles quotidiens de la température cérébrale chez les patients souffrant d’un traumatisme crânien pourrait être un outil prometteur pour prédire la survie et bénéficierait de recherches supplémentaires.
Avec les données provenant de personnes en bonne santé, les résultats de ce travail soulèvent des questions importantes sur l’utilisation d’interventions visant à modifier ou à contrôler la température des patients en clinique.
Le Dr Nina Rzechorzek, Clinician Scientist Fellow du MRC Laboratory for Molecular Biology qui a dirigé l’étude, a déclaré :
“En utilisant l’exploration la plus complète à ce jour de la température normale du cerveau humain, nous avons établi ‘HEATWAVE’ – une carte de température 4D du cerveau. Cette carte constitue une ressource de référence dont on a besoin de toute urgence et à laquelle on peut comparer les données des patients, et elle pourrait transformer notre compréhension du fonctionnement du cerveau. Le fait que le rythme quotidien de la température du cerveau soit si fortement corrélé avec la survie après un traumatisme crânien suggère que la mesure de la température du cerveau 24 heures sur 24 présente une grande valeur clinique.”
“Nos travaux ouvrent également la voie à de futures recherches visant à déterminer si la perturbation des rythmes quotidiens de température cérébrale peut être utilisée comme biomarqueur précoce de plusieurs troubles cérébraux chroniques, dont la démence.”
Référence : “Un rythme de température quotidien dans le cerveau humain prédit la survie après une lésion cérébrale” par Nina M Rzechorzek, Michael J Thrippleton, Francesca M Chappell, Grant Mair, Ari Ercole, Manuel Cabeleira, les participants et enquêteurs de la sous-étude CENTER-TBI High Resolution ICU (HR ICU), Jonathan Rhodes, Ian Marshall et John S O’Neill, 13 juin 2022, Cerveau.
DOI : 10.1093/brain/awab466
