Pourquoi la matière blanche est importante: l’imagerie par tenseur de diffusion

  ISM / SOUVERAIN

DTI du cerveau normal

Source: Images médicales: ISM / SOVEREIGN

Qu’est-ce que l’imagerie par tenseur de diffusion?

L’imagerie par tenseur de diffusion (DTI) est une technique d’imagerie par résonance magnétique (IRM) relativement nouvelle conçue pour estimer l’organisation axonale du cerveau par diffusion anisotrope. La matière axonale fait référence à la matière blanche dans le cerveau. Le DTI utilise le mouvement brownien thermique des molécules d’eau pour évaluer l’organisation axonale, l’idée étant que les molécules d’eau se diffusent plus librement dans la direction principale des axones plutôt qu’à travers eux. La quantité maximale de diffusion à travers les étendues de matière blanche est projetée dans l’image finale.

Pourquoi le DTI est-il important?

Contrairement aux méthodes plus statiques d’imagerie cérébrale, le DTI est capable de capturer l’imagerie du système nerveux central (SNC) ainsi que d’autres systèmes organisés complexes en dehors du SNC. Le DTI nous permet de connaître la localisation, l’orientation et l’anisotropie des étendues de matière blanche. La matière blanche cérébrale est spécialisée dans la connectivité, ce qui la rend essentielle pour accomplir la plupart des tâches mentales et comportementales. Plus précisément, la matière blanche unit des régions du cerveau, aboutissant à des performances de divers processus et opérations mentaux. Les perturbations de la substance blanche peuvent donc entraîner de graves perturbations du comportement et du fonctionnement mental typique. La philosophie sous-jacente est que les cortex agissent de concert pour effectuer divers comportements et tâches mentales, et il est donc possible que des diagnostics tels que la schizophrénie – qui sont marqués par des déviations dramatiques de la pensée et du comportement – soient probablement le résultat de déficits de matière blanche.

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Applications cliniques du DTI dans la schizophrénie et les psychoses connexes

Macroscopiquement, la matière blanche est composée de diverses collections de fibres telles que les fibres d’association, les fibres de projection et les fibres commissurales. Pour les fonctions d’ordre supérieur et exécutives (c’est-à-dire les tâches mentales et comportementales plus complexes), les fibres d’association et les fibres commissurales sont essentielles. Les fibres d’association voyagent dans les hémisphères cérébraux individuels tandis que les fibres commissurales traversent les hémisphères. Les anomalies de la structure et de la fonction de la substance blanche ont été assez bien documentées dans les cas de schizophrénie et de psychoses associées. En fait, les théories neurodéveloppementales de la schizophrénie suggèrent que la démyélinisation – ou le processus par lequel la gaine de myéline qui recouvre les axones et accélère l’atrophie de leurs signaux – pendant l’enfance et le jeune âge adulte en est la cause fondamentale. En fait, une pathologie de la substance blanche a été notée chez des individus atteints de schizophrénie à travers des fibres d’association et des fibres commissurales, affectant à la fois les régions corticales et sous-corticales. Non seulement ces perturbations de la substance blanche sont en corrélation avec les symptômes psychotiques, mais elles semblent également expliquer les déficits cognitifs constatés dans la schizophrénie.

Connecter l’utilisation du DTI à la schizophrénie et à la démence

La démence est un terme générique utilisé pour décrire les diagnostics marqués par la mémoire et d’autres domaines de déclin cognitif. Les similitudes entre la schizophrénie et diverses formes de démence ne peuvent être niées. Ceci est particulièrement vrai dans les cas de démence frontotemporale variant du comportement, de maladie de Parkinson et de démence secondaire à un accident vasculaire cérébral dans lequel des symptômes psychotiques sont présents. Le DTI a démontré que les similitudes entre les maladies ne s’arrêtent pas à leurs manifestations cliniques, mais persistent également étiologiquement en termes de voies odieuses de la substance blanche. Lorsque l’on considère le développement de la matière blanche au fil du temps, ces similitudes deviennent plus pertinentes. La matière blanche, contrairement à la matière grise, ne se développe complètement que de nombreuses années après la naissance et s’atrophie à un rythme lent et régulier chez les adultes plus âgés (c’est-à-dire que nous semblons avoir moins de matière blanche au début et à la fin de notre vie par rapport à la matière grise). La schizophrénie et la démence sont toutes deux marquées par un début dépendant de l’âge. Il est possible que la pathologie de la substance blanche puisse expliquer les symptômes psychotiques, les déficits cognitifs et l’apparition dépendante de l’âge observés dans la schizophrénie et la démence.

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Pourquoi la matière blanche (et DTI) est-elle importante?

Au-delà de ses applications évidentes de cartographie neuronale et de planification pré-neurochirurgicale, DTI nous offre un aperçu d’un territoire autrefois inconnu. Jusqu’au DTI, la substance blanche ne pouvait pas être évaluée efficacement et une grande partie de sa signification clinique était inconnue. Compte tenu du rôle impératif que joue la substance blanche dans les maladies mentales et neurologiques graves, le DTI peut élucider la nature et les causes de diagnostics tels que la schizophrénie, dans l’espoir que cette élucidation puisse mieux améliorer les interventions, les stratégies de prévention et les résultats du traitement.