Beaucoup à avaler : la nouvelle technologie SimulScan améliore la recherche sur la dysphagie

Résumé: Les chercheurs développent un outil d’imagerie innovant appelé SimulScan pour améliorer la compréhension du contrôle du cerveau sur la déglutition. Le projet est soutenu par une subvention de cinq ans du National Institute on Aging, totalisant 2,8 millions de dollars.

Cet outil d’imagerie aidera à étudier l’activité neurale associée à la déglutition, aidant au diagnostic et au traitement des troubles de la déglutition, connus sous le nom de dysphagie.

En combinant la technologie IRM et la reconstruction dynamique d’images, l’outil offrira une imagerie en temps réel de l’activation cérébrale liée au mouvement musculaire lors de la déglutition.

Faits marquants:

1. Le projet est une collaboration entre l’Institut Beckman, l’hôpital Carle et l’Université Purdue et est financé par une subvention de 2,8 millions de dollars du National Institute on Aging.
2. L’outil d’imagerie SimulScan fournira une visualisation en temps réel de l’activité cérébrale et des mouvements musculaires pendant la déglutition, aidant à la compréhension et au traitement des troubles de la déglutition.
3. La technologie SimulScan sera utilisée pour étudier à la fois les participants en bonne santé et ceux souffrant de troubles de la déglutition dans différents groupes d’âge. Cela fournira des informations sur la façon dont les comportements et les mécanismes de déglutition changent tout au long de la vie.

Source: Institut Beckman

Pour beaucoup, avaler semble presque aussi naturel que respirer. Mais chaque fois que nous remplissons cette fonction humaine vitale, notre cerveau s’illumine avec des constellations d’activité neuronale.

Des chercheurs du Beckman Institute for Advanced Science and Technology, de l’hôpital Carle et de l’Université Purdue se sont associés pour développer un nouvel outil d’imagerie qui améliorera notre compréhension de la façon dont le cerveau contrôle la déglutition chez les patients en bonne santé et ceux souffrant d’un trouble lié à la déglutition.

Leur travail sera financé par une subvention de cinq ans qui devrait totaliser 2,8 millions de dollars de l’Institut national sur le vieillissement des National Institutes of Health.

Une déglutition sûre et efficace est une fonction essentielle de la vie humaine. Les troubles de la déglutition – connus sous le terme médical de dysphagie – peuvent être causés par des maladies telles que les accidents vasculaires cérébraux, la paralysie cérébrale et la maladie de Parkinson qui affectent les nerfs et les muscles entourant la tête et le cou. Si la capacité d’une personne à avaler est altérée, elle peut être à risque de maladies potentiellement mortelles.

Dans cette étude, les chercheurs utiliseront un outil d’imagerie basé sur l’IRM appelé SimulScan pour étudier comment le tableau de contrôle des voies neuronales du cerveau contrôle les muscles nécessaires à la déglutition.

SimulScan, du nom de sa capacité à visualiser simultanément l’activité cérébrale et l’activité musculaire, permet aux chercheurs de retracer les liens entre l’activité cérébrale et le mouvement musculaire lorsqu’un patient avale. Il détermine quels moments d’activation cérébrale sont liés aux moments de mouvement mécanique.

Les chercheurs utiliseront la technologie SimulScan pour visualiser la déglutition chez les participants en bonne santé ainsi que chez les participants dont la déglutition est désordonnée. Dans les deux cas, les chercheurs travailleront également avec des participants de différents âges pour étudier comment les comportements de déglutition changent tout au long de la vie.

En fin de compte, SimulScan aidera les cliniciens à diagnostiquer plus précisément les troubles de la déglutition et à concevoir des traitements personnels, et donc plus efficaces, pour les patients atteints de dysphagie.

“Nous travaillons sur cet outil depuis longtemps”, a déclaré Brad Sutton, professeur de bio-ingénierie à l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign et directeur technique du Centre d’imagerie biomédicale de Beckman.

“Il rassemble la technologie que nous avons développée dans l’acquisition d’images IRM et la reconstruction dynamique d’images au cours des 10 dernières années.”

Sutton, chercheur principal de l’étude à l’UIUC, collaborera avec le professeur de génie électrique et informatique Zhi-Pei Liang pour développer une technologie d’IRM rapide capable d’imager un sujet en mouvement en temps réel. Pour compléter cette expertise technique, la PI conjointe Georgia Malandraki apportera son expertise dans la science de la déglutition.

Malandraki, professeur au Département des sciences de la parole, du langage et de l’audition de l’Université Purdue, a obtenu son doctorat. de l’UIUC au Département des sciences de la parole et de l’audition. Son travail a été le moteur du besoin d’innovations technologiques pour imager les changements liés à l’âge dans les activations cérébrales pendant la déglutition, a déclaré Sutton.

Sutton a breveté pour la première fois la technique SimulScan en 2010. En 2011, Malandraki, Sutton et les étudiants diplômés Thomas Paine et Charles Conway ont publié la technique SimulScan dans la revue Magnetic Resonance in Medicine.

Au cours des douze années suivantes, Sutton et Liang ont continué à améliorer la résolution et la qualité des images IRM en mouvement de la parole et de la déglutition.

Dans le même temps, Malandraki a établi son laboratoire à l’Université Purdue, où elle a utilisé des techniques d’imagerie comme l’IRM pour étudier la physiologie de la déglutition, en particulier parmi les populations cliniques touchées par les accidents vasculaires cérébraux et la maladie de Parkinson.

“Lorsque nous avons enfin eu la technologie d’imagerie dynamique produisant des images de haute qualité de la parole et de la déglutition, j’ai su qu’il était temps de renouer avec la Géorgie”, a déclaré Sutton. “C’est excitant de pouvoir enfin faire progresser cette technologie, de l’utiliser pour extraire la compréhension du processus de déglutition et de la traduire en impact clinique.”

Note:

Le Dr Paul Arnold du Carle Neuroscience Institute est également un collaborateur de ce projet.

La recherche rapportée dans cette publication a été soutenue par le National Institute on Aging des National Institutes of Health sous le numéro de prix 1R01AG078513-01A1. Le contenu relève de la seule responsabilité des auteurs et ne représente pas nécessairement les opinions officielles des National Institutes of Health.

À propos de cette actualité de la recherche neurotechnologique

Auteur: Jenna Kurtzweil
Source: Institut Beckman
Contact: Jenna Kurtzweil – Institut Beckman
Image: L’image est créditée à Neuroscience News