Des chercheurs du Human Brain Project sont parvenus à identifier les circuits cérébraux impliqués dans la conscience. Les résultats de cette étude, fruit d’une collaboration entre l’université Pompeu Fabra de Barcelone et l’université de Liège, ont été publiés dans la revue Human Brain Mapping[1]. Ils pourraient améliorer le diagnostic, voire fournir des cibles thérapeutiques pour les personnes souffrant de troubles de la conscience.
Examiner les flux d’informations
A l’heure actuelle, les personnes atteintes d’un trouble de la conscience sont classées en plusieurs catégories qui décrivent leur état de conscience général : coma, syndrome d’éveil non-répondant[2] et état de conscience minimale. « Le diagnostic est principalement basé sur la réponse : le médecin s’assoit avec le patient et évalue sa réponse aux stimuli », explique Jitka Annen de l’université de Liège. Or « cela peut ne pas correspondre à leur activité cérébrale réelle – les patients ayant une activité élevée peuvent néanmoins être incapables de réagir », souligne le chercheur. « Nous voulions aller au-delà de l’évaluation et de la classification basées sur la neuro-imagerie et examiner plutôt le flux d’informations dans leur cerveau, afin de trouver des modèles communs associés à la conscience », explique-t-il.
Les scientifiques se sont concentrés sur deux groupes de troubles : le syndrome d’éveil non-répondant et l’état de conscience minimale. Après avoir recueilli les données d’IRMf[3] de chaque patient à l’état de repos, c’est-à-dire qu’aucune tâche particulière ne leur était proposée alors qu’ils étaient éveillés, ils ont examiné les « perturbations spontanées et modélisées de l’activité cérébrale captées par le flux sanguin, telles que les signaux et les pics ».
« Sur la base des pics d’activité spontanés, nous avons évalué de façon personnalisée la connectivité du cerveau de chaque patient, qui peut nous indiquer la probabilité qu’un signal voyage d’un point à l’autre », explique Gorka Zamora-López de l’université Pompeu Fabra. Et « après avoir construit un modèle informatique de propagation spécifique à chaque patient, nous déclenchons un signal dans le modèle et voyons comment le cerveau réagit. Nous cherchons en particulier quelles zones sont plus susceptibles de répondre à un signal, quelles zones sont plus susceptibles de le propager. En fait, nous cherchons à savoir si une zone agit en tant qu’influenceur ou en tant qu’influencé », détaille le chercheur.
Des différences observées entre les groupes
Une distinction « marquée » apparaît entre le groupe de patients atteints d’un syndrome d’éveil non-répondant et le groupe de patients avec un état de conscience minimale, le premier ne présentant pas d’activité dans des circuits « identifiables ».
« La différence essentielle est que chez les patients atteints d’un syndrome d’éveil non-répondant, aucune région du cerveau ne semble intégrée dans un réseau fonctionnel, elles présentent toutes la même faible activation, analyse Rajanikant Panda, de l’université de Liège. En revanche, des régions et des circuits distincts apparaissent dans les modèles cérébraux des personnes en état de conscience minimale : la région thalamo-frontotemporale lorsqu’elle émet des signaux, et la région corticale postérieure lorsqu’elle ne les émet pas. »
Ces résultats pourraient permettre de mieux comprendre les mécanismes en se basant sur l’activité cérébrale plutôt que sur les réponses comportementales des patients atteints d’un trouble de la conscience. « Ces résultats peuvent potentiellement aider les praticiens à mieux comprendre ce qui ne va pas dans l’échange d’informations et donc à chercher des moyens de réactiver ces circuits », conclut Gorka Zamora-López.
[1] Rajanikant Panda et al, Whole‐brain analyses indicate the impairment of posterior integration and thalamo‐frontotemporal broadcasting in disorders of consciousness, Human Brain Mapping (2023). DOI: 10.1002/hbm.26386
[2] Parfois appelé « état végétatif »
[3] L’Imagerie par Résonance Magnétique fonctionnelle est une technique d’imagerie cérébrale qui permet d’étudier le fonctionnement du cerveau.
Source : Medical Xpress, Human Brain Project (16/06/2023)
