Sommaire: Une étude révèle une dynamique cérébrale altérée chez les personnes atteintes du syndrome d’éveil insensible, anciennement connu sous le nom d ‘«état végétatif», et chez celles ayant un état de conscience minimale.
La source: Université de Liège
Une étude du Human Brain Project (HBP), dirigée par des scientifiques de l’Université de Liège (Belgique), a exploré de nouvelles techniques qui pourraient aider à distinguer deux affections neurologiques différentes chez des patients souffrant de lésions cérébrales graves et/ou dans le coma. Les résultats de cette étude viennent d’être publiés en libre accès dans la revue eLife.
L’un des plus grands défis dans le domaine de la neurologie et de la médecine des soins intensifs est de diagnostiquer correctement le niveau de conscience d’un patient dans le coma en raison d’une lésion cérébrale grave.
Les scientifiques du Human Brain Project (HBP) – un projet international impliquant plus de 500 chercheurs qui vise à mieux comprendre la structure et la fonction complexes du cerveau humain grâce à une approche interdisciplinaire unique à l’interface des neurosciences et de la technologie – ont été explorer de nouvelles techniques qui pourraient aider à faire la distinction entre deux conditions neurologiques différentes.
Les résultats de cette nouvelle étude, qui vient d’être publiée dans la revue eVie, révèlent des informations importantes sur les mécanismes des troubles de la conscience. L’équipe de chercheurs de l’Université de Liège (GIGA Consciousness Research Unit, Coma Science Group, Faculté de Médecine) et du CHU de Liège (Belgique), de l’Universitat Pompeu Fabra (Espagne), de la Vrije Universiteit Amsterdam (Pays-Bas), parmi d’autres ont évalué les états des réseaux cérébraux fonctionnels en tant que marqueur de la conscience afin de faire potentiellement la distinction entre les patients atteints de syndromes d’éveil sans réponse (UWS) et l’état de conscience minimale (MCS).
“Auparavant connu sous le nom d'”état végétatif”, le syndrome d’excitation insensible est l’état d’un patient qui se réveille du coma, c’est-à-dire qu’il ouvre les yeux, mais ne répond pas à l’environnement et aux commandes verbales, ne montrant que des mouvements réflexes”, explique Rajanikant Panda, premier auteur de l’article et chercheur au GIGA Consciousness and Coma Science Group à l’ULiège.
“En revanche, les patients dans un état de conscience minimale montrent des signes minimes de conscience, comme suivre des mouvements avec leurs yeux ou bouger un doigt lorsqu’on leur demande.”
La différenciation de ces états est essentielle pour un diagnostic, un pronostic et un traitement de réadaptation appropriés et est liée à d’importantes décisions de qualité de vie et même de fin de vie.
L’étude a inclus 34 témoins sains, 30 patients peu conscients et 14 patients éveillés insensibles. Ces patients ont été envoyés de toute l’Europe au Coma Science Group – dirigé par le neurologue Steven Laureys – et au CHU de Liège pour un deuxième avis.
Le partage et l’analyse des données ont bénéficié de l’infrastructure EBRAINS du HBP et de la collaboration des équipes d’étude dirigées par Jitka Annen (Coma Science Group/Faculté de médecine ULiège) et Prejaas Tewarie (Vrije Universiteit Amsterdam).
Nous avons utilisé des techniques de pointe pour évaluer différents aspects de la structure cérébrale et sa relation avec la dynamique du réseau », explique Jitka Annen, « et avons démontré que ces techniques étaient sensibles pour détecter les différences cliniquement pertinentes dans le diagnostic des patients atteints de troubles minimes. état conscient et syndrome d’éveil sans réponse ».
Plus précisément, les chercheurs ont utilisé des données d’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) pour analyser la connectivité fonctionnelle dynamique, ou comment les régions du cerveau interagissent entre elles, entre les populations neuronales et son association avec les connexions structurelles de la substance blanche.
«Nous avons observé que, par rapport à l’état de conscience minimale, les patients atteints du syndrome d’éveil sans réponse présentaient moins d’activité dans les réseaux fonctionnels, une métastabilité réduite (un état de connectivité fonctionnelle stable différent de l’état d’équilibre naturel) et un couplage accru de la connectivité fonctionnelle au cadre structurel. », explique Aurore Thibaut, chercheuse FNRS au GIGA Consciousness and Coma Science Group.
“Cette nouvelle approche a également révélé un réseau cérébral qui différencie le plus les états inconscients et conscients – un réseau englobant les régions sous-corticales et les zones corticales fronto-temporopariétales.”
Ces résultats appuient les idées précédentes sur les mécanismes sous-jacents à la perte et à la récupération de la conscience, telles que la théorie globale de l’espace de travail neuronal et l’hypothèse du mésocircuit, qui suggèrent que l’échec de la récupération de la conscience est lié à une perte de connectivité entre les zones cérébrales sous-corticales et frontopariétales. ainsi qu’une perte de la gamme des états fonctionnels du réseau.
« L’étude, financée en partie par le HBP, le Fonds national belge de la recherche scientifique (FNRS) et le prix Generet de la Fondation Roi Baudouin, est un bon exemple de la façon dont les théories actuelles de la conscience sont remises en question par de vraies données de neuroimagerie clinique et comment les connaissances générées se traduisent par de meilleurs soins aux patients après une lésion cérébrale grave », conclut Jitka Annen, co-auteur principal de l’article et scientifique de l’unité de recherche GIGA Consciousness.
À propos de cette actualité de la recherche en neurologie
Auteur: Bureau de presse
La source: Université de Liège
Contact: Service de presse – Université de Liège
Image: L’image est créditée à l’Université de Liège
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Recherche originale : Libre accès.
“Perturbation du répertoire du réseau structurel-fonctionnel et de la connectivité fronto-temporopariétale sous-corticale résolue dans le temps dans les troubles de la conscience” de Rajnikant Panda et al. eVie
Résumé
Perturbation du répertoire du réseau structurel-fonctionnel et de la connectivité fronto-temporopariétale sous-corticale résolue dans le temps dans les troubles de la conscience
Comprendre la récupération de la conscience et élucider son mécanisme sous-jacent est considéré comme crucial dans le domaine des neurosciences fondamentales et de la médecine. Des idées telles que l’espace de travail neuronal global (GNW) et la théorie du mésocircuit émettent l’hypothèse que l’échec de la récupération dans les états conscients coïncide avec une perte de connectivité entre les zones sous-corticales et frontopariétales, une perte du répertoire des états des réseaux fonctionnels et une activation cérébrale métastable.
Nous avons adopté un cadre de connectivité fonctionnelle résolu dans le temps pour explorer ces idées et évalué le répertoire des états fonctionnels du réseau en tant que marqueur potentiel de la conscience et sa capacité potentielle à distinguer les patients atteints du syndrome d’éveil sans réponse (UWS) et de l’état de conscience minimale (MCS). . De plus, la prédiction de ces états de réseau fonctionnels par des modèles spatiaux cachés sous-jacents dans le réseau anatomique, c’est-à-dire les modes propres, a été complétée en tant que marqueurs potentiels.
En analysant la connectivité fonctionnelle résolue dans le temps à partir de données d’IRM fonctionnelles, nous avons démontré une réduction de la métastabilité et du répertoire de réseau fonctionnel chez les patients UWS par rapport aux patients MCS. Cela a été exprimé en termes de temps de séjour réduits et de perte de non-stationnarité dans le réseau en mode par défaut et le réseau fronto-temporopariétal sous-cortical chez les patients UWS par rapport aux patients MCS.
Nous avons en outre démontré que ces découvertes s’accompagnaient d’une perte d’interaction dynamique entre les modes propres structurels et l’émergence d’une connectivité fonctionnelle résolue dans le temps dans UWS.
Ces résultats sont, entre autres, à l’appui de la théorie GNW et de l’hypothèse du mésocircuit, étayant le rôle des connexions thalamo-corticales résolues dans le temps et de la métastabilité dans la récupération de la conscience.
