Pourquoi le volume de la matière grise dans les 4 hémisphères cérébraux est important

  • Contrairement à la croyance populaire, le «cerveau entier» a quatre hémisphères; deux hémisphères cérébelleux (gauche-droite) et deux hémisphères cérébelleux (LR).
  • Les modifications de la symétrie du volume de matière grise et de l’épaisseur du cortex dans différents hémisphères cérébelleux et cérébraux sont associées au vieillissement.
  • Cependant, un amincissement asymétrique ou une perte de volume dans les hémisphères cérébral et cérébelleux gauche ou droit peuvent être accélérés dans la maladie d’Alzheimer..
  Bases de données des sciences de la vie / CC-BY-SA-2.1-jp

Hémisphères cérébelleux du soi-disant «petit cerveau» en rouge; les plus grands hémisphères cérébraux (appelés familièrement «cerveau gauche-cerveau droit») sont au-dessus du cervelet.

Source: Bases de données des sciences de la vie / CC-BY-SA-2.1-jp

Notre cerveau entier a quatre hémisphères (pas deux)

La matière grise est «l’écorce» qui englobe les deux hémisphères du cerveau (c’est-à-dire le «cortex cérébral») et les deux hémisphères du cervelet (c’est-à-dire le «cortex cérébelleux»).

Malheureusement, les hémisphères gauche et droit du cervelet sont souvent négligés par les chercheurs et le grand public. Il est compréhensible que de nombreuses personnes supposent que le cerveau n’a que deux hémisphères; la sémantique entourant les références «cerveau gauche-cerveau droit» peut se confondre et être potentiellement déroutante.

Par exemple, cerveau signifie «cerveau» en latin, alors que cervelet signifie «petit cerveau». Par conséquent, techniquement parlant, les hémisphères gauche et droit du cerveau, qui ont été étiquetés «cerveau gauche-cerveau droit», pourraient être considérés comme les deux seuls hémisphères du (gros) cerveau. Et les hémisphères gauche et droit du cervelet pourraient être considérés comme deux hémisphères dans le «petit cerveau».

Mais finalement, presque toutes les définitions du “cerveau humain“reconnaît que ce terme générique représente le cerveau entier comme un seul organe. Comme le résume Wikipédia:” Le cerveau se compose du cerveau, du tronc cérébral et du cervelet. “

Notamment, parce que l’hémisphère cérébelleux gauche fonctionne en conjonction avec l’hémisphère cérébral droit (et vice versa) pour coordonner les mouvements musculaires bilatéraux et d’autres fonctions non motrices interhémisphériques, la connectivité fonctionnelle de la matière blanche et la structure de la matière grise (ou grise *) de ces quatre hémisphères est de la plus haute importance. (Voir «Cartographie des fonctions cérébrales entières de recadrage du cervelet»).

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L’amincissement asymétrique des hémisphères cérébraux gauche et droit peut être lié à la maladie d’Alzheimer

Le mois dernier, j’ai rendu compte d’une étude évaluée par des pairs (Roe et al., 2021) publiée le 1er février dans Communications de la nature, qui a constaté que l’amincissement asymétrique de la matière grise dans les hémisphères gauche et droit du cortex cérébral est accéléré chez les patients atteints de la maladie d’Alzheimer. Comme l’expliquent James Roe et ses co-auteurs:

«Le vieillissement et la maladie d’Alzheimer (MA) sont associés à une désorganisation progressive du cerveau. Bien que l’asymétrie structurelle soit une caractéristique organisatrice du cortex cérébral, on ne sait pas si la dégradation corticale continue liée à l’âge et à la MA altère l’asymétrie corticale. […] L’asymétrie cérébrale semble avoir surgi sous la pression évolutive pour optimiser l’efficacité du traitement et on pense généralement qu’elle confère des avantages organisationnels qui profitent à la fonction cérébrale.

Ici, nous montrons que l’organisation asymétrique des régions corticales d’ordre supérieur chez le jeune adulte se désintègre avec l’âge. Cette désintégration suit un principe d’organisation général simple: le plus épais des deux cortex homotopiques s’amincit plus rapidement. Ce principe était hautement reproductible dans différentes cohortes et était significativement accentué chez les patients atteints de MA. “

  Photo et illustration de Christopher Bergland (vers 2009)

Cette carte du cerveau dessinée à la main par Christopher Bergland (qui n’est pas un neuroscientifique) est une tentative d’un profane pour illustrer l’importance d’optimiser la structure de la matière grise et la connectivité fonctionnelle de la matière blanche dans et entre les quatre hémisphères cérébraux au cours d’une vie.

Source: Photo et illustration de Christopher Bergland (vers 2009)

Dans un article narratif à la première personne du 19 février 2021, «Ma quête de plusieurs décennies pour décoder une carte cérébrale excentrique ‘Super 8’», j’ai filtré ce Roe et al. étude et d’autres recherches récentes sur le cerveau droit et le cerveau gauche grâce à une carte cérébrale confuse que j’ai dessinée avec des Sharpies et des surligneurs en 2009 qui tente d’animer – avec Atari inspiré Astéroïdesflèches en forme – comment la structure (matière grise) et la connectivité fonctionnelle (matière blanche) entre les quatre hémisphères cérébraux pourraient être représentées dans une configuration bidirectionnelle «Super 8». J’ai écrit::

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«À mon humble avis, il convient de noter que les dysfonctionnements du cervelet sont également liés à une forte variabilité de la marche (Schniepp et al., 2011) et qu’il existe un lien bien établi entre l’atrophie de la matière grise dans le cervelet et la maladie d’Alzheimer (Wegiel et al., 1999; Jacobs et al., 2017; Toniolo et al., 2018). “

La perte accélérée de matière grise dans l’hémisphère cérébelleux droit peut être liée à la maladie d’Alzheimer

Maintenant, une nouvelle méta-analyse (Gellersen, Guell, & Sami, 2021) dirigée par des chercheurs britanniques de l’Université de Cambridge, “Differential Vulnerability of the Cerebellum in Healthy Aging and Alzheimer’s Disease”, compare “la perte de matière grise du cervelet dans la maladie d’Alzheimer. et vieillissement normal. ” Avec Helena Gellersen et Saber Sami de Cambridge, Xavier Guell du MIT et l’HGM de la Harvard Medical School était également co-auteur de cet article en libre accès, publié le 4 mars dans NeuroImage: Clinique.

  Gellersena, Guell et Sami, 2021 / NeuroImage: Clincal (CC BY 4.0)

(f) Cartes basées sur des gradients, d’après Guell et al. (2018). Le gradient 1 représente la transition des tâches motrices (valeurs inférieures) au traitement cognitif non focalisé sur les tâches, comme dans le réseau en mode par défaut (valeurs plus élevées). Le gradient 2 isole le traitement attentionnel passant des processus non focalisés sur les tâches (valeurs faibles) aux processus axés sur les tâches (valeurs élevées). Le gradient 3 montre des différences de latéralisation des processus non moteurs. Les régions avec une perte de matière grise identifiées dans notre méta-analyse sont tracées au-dessus de chaque carte à plat pour le vieillissement en bonne santé (contour blanc) et la maladie d’Alzheimer (contour gris). “

Source: Gellersena, Guell et Sami, 2021 / NeuroImage: Clincal (CC BY 4.0)

Fait intéressant, cette méta-analyse suggère que «le cervelet postérieur a été affecté à la fois par le vieillissement en bonne santé et la maladie d’Alzheimer» et que «le vieillissement en bonne santé a montré une perte bilatérale de matière grise, alors que la MA avait raison. [cerebellar hemisphere] latéralisé.”

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Dans un 15 mars 2021 tweeter à propos de cette méta-analyse, Gellersen a déclaré:

«Nous montrons des modèles différentiels de perte de matière grise cérébelleuse (MG) dans la maladie d’Alzheimer et le vieillissement en bonne santé et caractérisons le profil cognitif des régions touchées à l’aide de trois cartes fonctionnelles du cervelet. La caractérisation fonctionnelle était basée sur 1) les principaux réseaux cérébro-corticaux (Buckner et al., 2011), 2) une parcellisation discrète en sous-régions fonctionnelles (King et al., 2019), et 3) une carte continue des préférences fonctionnelles sur trois grands gradients cérébelleux (Guell et al., 2018). “

“[Our] La méta-analyse met en évidence la vulnérabilité du cervelet postérieur à la maladie d’Alzheimer et au vieillissement (Crus I / II, lobule VI), suggérant que certains aspects de la trajectoire descendante liée à l’âge de la matière grise peuvent être exacerbés par la pathologie de la MA. La latéralisation droite stricte de l’atrophie de la MA par rapport aux effets bilatéraux dans le vieillissement en bonne santé était frappante », écrivent Gellersen, Guell et Sami dans le résumé de leur article.

“Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour mieux comprendre 1) comment l’âge et la pathologie ont un impact sur les processus de calcul cérébelleux, 2) comment les interactions cérébelleuses avec d’autres régions du cerveau peuvent influencer le déclin cognitif ou la préservation dans le vieillissement en bonne santé et la MA, et 3) le rôle de la matière grise cérébelleuse sous-régionale perte de la neuropsychologie de la MA », concluent les auteurs.

NeuroImage: Figure clinique (f) de Gellersen, Guell et Sami, 2021 (CC BY 4.0)

*Note de Blogger: Dans cet article, j’utilise principalement l’orthographe anglaise américaine «grise», mais aussi l’orthographe britannique «grise» ainsi que les orthographes «vieillissement», «charactise» et «latéralisation» lorsque je cite directement des chercheurs britanniques.