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Un atlas du cerveau de rat pour mieux comprendre le cerveau de l’Homme


​Une équipe de NeuroSpin, en collaboration avec des chercheurs de l’Hôpital Sainte-Anne et de l’Université de Minho, ont développé grâce à l’imagerie par résonance magnétique, un ensemble unique de ressources pour l’analyse et la visualisation dans le cerveau du rat de données précliniques. Ces travaux, publiés dans Nature Communications, montrent l’intérêt de tels outils, aussi bien pour la recherche fondamentale que pour la recherche translationnelle en neurosciences. 

Publié le 27 janvier 2020

​L’imagerie par résonance magnétique est un outil puissant de diagnostic et de recherche, particulièrement pour les recherches en neurosciences. 
Dans ce cas précis, les chercheurs, lorsqu'ils obtiennent des images du cerveau de tous les individus de leur cohorte d'étude, doivent pouvoir les comparer entre elles. En d'autres termes, ils doivent s'affranchir des variations individuelles telles que la taille et la forme du cerveau, indépendantes de leur objet d'étude. Pour cela, les chercheurs se réfèrent à des images de référence (appelées templates), qui telles des atlas de géographie, représentent l'espace en régions d'intérêt, anatomiques ou bien fonctionnelles (véritables cartes de l'activité cérébrale). Si de telles images de référence sont disponibles pour l'analyse des données humaines, comme par exemple le template du Montréal Neurological Institute, peu de ressources équivalentes existent pour le cerveau de rongeur. Or, elles demeurent nécessaires. Par exemple, la mise en évidence chez le rongeur de changements structuraux et/ou fonctionnels au niveau cérébral associés à la réponse normale et pathologique au stress est fondamentale pour mieux comprendre des phénomènes tels que la vulnérabilité au stress, qui chez l'Homme peut perturber les processus de régulation émotionnelle, diminuer les performances cognitives et précipiter l'émergence de maladies psychiatriques comme la dépression.

Une équipe de NeuroSpin, en collaboration avec le Centre de Psychiatrie et des Neurosciences de l'Hôpital Sainte-Anne (Paris) et l'École de Médecine de l'Université de Minho (Braga, Portugal), s'est attelée à créer un template anatomique et des atlas pour le cerveau du rat. Grâce à un protocole d'acquisition IRM optimisé à très haut champ magnétique, les chercheurs ont d'abord obtenu ex vivo une série d'images anatomiques à haute résolution spatiale isotrope (90 mm dans les trois dimensions), à partir desquelles ils ont créé un template anatomique du cerveau de rat. Ils ont également généré un atlas anatomique labellisant pas moins de 246 régions d'intérêt. Enfin, l'analyse des données d'IRM fonctionnelle au repos a conduit à la définition d'un atlas fonctionnel de cerveau de rat composé de 59 régions d'intérêt.

L'ensemble de ces images et atlas, regroupés sous l'appellation « The SIGMA Brain Resources », constitue un espace de référence unique pour l'analyse et la visualisation non seulement de données d'imagerie, mais aussi de tout autre paramètre biologique pouvant être « projeté » dans le template anatomique. Ces ressources, accessibles sur la plateforme NTIRC (https://www.nitrc.org/projects/sigma_template), ont été créées dans le but de promouvoir une recherche fondamentale standardisée et multicentrique, mais également d'accélérer la recherche translationnelle en neurosciences, en facilitant l'utilisation des approches analytiques déjà développées chez l'Homme. Les ressources SIGMA ont déjà été utilisées pour explorer les modifications structurelles et fonctionnelles du cerveau induites par certaines pathologies chroniques ou pour caractériser les effets pharmacologiques de certains médicaments sur l'activité cérébrale (voir références ci-dessous).

Contact : Sébastien Mériaux


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