L’IRM quantitative pour observer le thalamus


Petite structure cérébrale enfouie profondément au milieu du cerveau, le thalamus joue un rôle clé dans l’intégration de l’information sensorielle, en particulier une de ses parties qui s’appelle le corps géniculé latéral (CGL), essentiel au traitement de l’information visuelle en provenance de la rétine. Pour dire les choses simplement, il sert de relais entre les yeux et le cortex cérébral. 

Une structure cérébrale difficile à étudier

À cause de sa petite taille et de sa localisation dans le cerveau, le CGL n’est pas simple à étudier. Jusqu’à présent, la plus grande partie de ce que l’on sait sur cette structure cérébrale vient d’études invasives menées chez les primates (non humains). Les IRM classiques ne sont pas d’une qualité assez précise pour bien rendre compte des subtilités entre les tissus cérébraux des différentes sous-couches qui constituent le CGL, et son étude sans recourir à des méthodes invasives est pratiquement impossible puisqu’il est si profondément enfoui dans le cerveau. 

L’IRM quantitative pour une observation non-invasive

Une équipe de l’université technique de Dresde en Allemagne (abrégé ci-après TU Dresden) a eu l’idée de tenter d’observer le CGL non pas avec les techniques d’imagerie classiques, mais en utilisant une autre méthode assez récente : l’IRM quantitative. Christa Müller-Axt, étudiante en doctorat à TU Dresden et l’une des autrices de l’étude, explique que “contrairement à l’IRM traditionnelle, l’IRM quantitative vise à mesurer des propriétés physiques des tissus, plutôt que la simple intensité de l’image.” Elle précise que “ces propriétés physiques magnétiques dépendent du type et de la composition des tissus cérébraux, c’est-à-dire qu’ils sont par exemple différents pour la matière blanche, la matière grise et le liquide cérébrospinal.” L’IRM quantitative permet donc aux chercheurs d’observer des structures cérébrales qui resteraient invisibles en IRM traditionnelle… Exactement le cas du thalamus !

Christa Müller-Axt et le reste de l’équipe ont ainsi décidé de mesurer un paramètre nommé “T1 quantitatif”, que la chercheuse décrit comme “particulièrement sensible à la quantité de matière blanche dans les tissus cérébraux, spécifiquement la myéline.” Leur but était non seulement d’observer le CGL, mais plus précisément ses deux sous-régions principales : “bien que les deux soient constituées du même type de tissus (à savoir de la matière grise sous-corticale), des études invasives chez l’animal nous ont permis de savoir que les cellules de ces deux sous-régions diffèrent par la quantité de matière blanche qu’elles comportent.” 

Deux sous-régions distinctes observables

Et ça a fonctionné ! “Nous avons été fascinés de constater que les deux sous-régions du CGL peuvent effectivement être distinguées en fonction de leur quantité de myéline grâce à une mesure quantitative chez les êtres humains vivants,” indique la chercheuse. En effet, comme l’indiquent leurs résultats parus dans la revue NeuroImage, cette nouvelle méthode leur a permis d’identifier deux composantes distinctes dans les mesures quantitatives, correspondant respectivement aux deux sous-régions du CGL : une subdivision dorsale avec une densité de myéline élevée, et une subdivision ventrale qui comporte moins de matière blanche. 

Ouvrir la voie vers une meilleure compréhension de la dyslexie

Ces résultats ouvrent la voie vers une bien meilleure compréhension de la structure essentielle qu’est le thalamus. Des altérations dans certaines sous-régions du CGL sont liées à plusieurs troubles chez l’humain, par exemple la dyslexie, un trouble spécifique des apprentissages avec déficit en lecture. Cependant, le rôle de ces sous-régions dans la dyslexie n’ont pour l’instant été étudiées que chez des spécimens humains post-mortem, de par leur difficulté d’accès : cette méthode d’observation ne permet pas d’étudier le fonctionnement de la structure en question, et son activité en temps réel. L’équipe allemande a bon espoir que l’IRM quantitative permette d’étudier cette structure en profondeur, à la fois chez des personnes en bonne santé et chez des personnes souffrant par exemple de dyslexie afin de mieux comprendre ce trouble. 

Plus largement, selon Christa Müller-Axt, “l’IRM quantitative semble très prometteuse pour observer des structures (et sous-structures) cérébrales composées de tissus de même type mais avec des compositions différentes, comme le CGL et ses sous-couches.” Elle cite notamment le corps géniculé médial (CGM), qui constitue l’équivalent du CGL mais pour les voies auditives : “Il serait très intéressant de voir si les sous-régions du CGM peuvent également être observées en IRM quantitative.” 


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