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Mardi 16 Mai 2006

Les mouvements de l'eau pour voir le cerveau penser

PNAS (2006) 103(21): 8263-8268
Une équipe du Service hospitalier Frédéric Joliot du CEA, en collaboration avec une équipe de l'université de Kyoto, vient de démontrer qu'une mesure du mouvement des molécules d'eau du cerveau traduisait directement et rapidement l'activation des neurones. Ces travaux sont publiés dans PNAS du 23 mai 2006.


La méthode employée est l'Imagerie par résonance magnétique de diffusion de l'eau (IRMd). Elle repose sur le principe selon lequel les molécules sont animées de mouvements aléatoires dans toutes les directions de l'espace. La structure et l'organisation géométrique des tissus avoisinants modifient ces mouvements. L'IRM de diffusion de l'eau est un outil puissant pour mesurer, à l'échelle microscopique, les mouvements des molécules d'eau et établir ainsi l'architecture fine du tissu neuronal et de ses variations.
Les mesures réalisées par cette méthode ont permis de montrer que l'activation cérébrale provoquait une légère baisse du coefficient de diffusion des molécules d'eau, conséquence d'un petit gonflement des cellules activées.
- L'IRM de diffusion reflète ainsi directement les modifications de l'activité des neurones.
- Elle permet une mesure plus directe que les méthodes d'imagerie classiquement utilisées (Tomographie à émission de positons, TEP et Imagerie par résonance magnétique fonctionnelle, IRMf) lesquelles reposent sur le principe selon lequel le flux sanguin augmente dans les zones actives.
- Elle permet de sonder la structure des tissus à une échelle bien plus fine que la résolution des images IRM (millimètre) : l'échelle microscopique.
- Enfin, elle se révèle plus rapide car la baisse du coefficient de diffusion de l'eau apparait quelques secondes avant que l'activation ne soit décelable par IRM fonctionnelle.
L'IRM de diffusion de l'eau est donc plus rapide, plus fine et plus intimement liée à l'activation des neurones. Elle constitue une alternative intéressante à l'imagerie de la fonction cérébrale.
Reste à savoir si ces changements de comportement de la diffusion de l'eau pendant l'activation sont un composant actif du processus d'activation sur lequel l'évolution aurait capitalisé. L'eau molécule de la vie serait alors « molécule de l'esprit ».
Des questions auxquelles le centre NeuroSpin qui ouvrira ces portes cette année au CEA, permettra de répondre en augmentant encore les potentialités de l'Imagerie par résonance magnétique à très haut champs.
Contact presse : Pascal Newton - 01 40 56 20 97
1 - PNAS : Proceedings of the National Academy of Sciences