Une technologie non invasive cartographie l’activité cérébrale pour étudier les changements de comportement liés aux maladies neurologiques

Une équipe de recherche dirigée par la Cleveland Clinic et l’Université de la santé et des sciences de l’Oregon (OHSU) a développé une nouvelle méthode pour cartographier la façon dont les parties du cerveau « parlent » entre elles, essentielle à la compréhension des changements de comportement chez les patients atteints d’une maladie neurologique.

Des maladies comme la maladie d’Alzheimer modifient la manière dont les patients communiquent et agissent, affectant ainsi leurs relations et leur bien-être. Hod Dana, Ph.D. de la Cleveland Clinic, collabore avec Jacob Raber, Ph.D., neuroscientifique comportemental de l’OHSU, pour cartographier les chemins électriques qui connectent et coordonnent les parties du cerveau nécessaires à l’accomplissement de différentes tâches.

“Les effets sur le comportement et la personnalité de la maladie d’Alzheimer et des troubles associés sont causés par des modifications des fonctions cérébrales”, explique le Dr Dana. “Si nous pouvons comprendre exactement comment les changements se produisent, nous pourrons trouver comment ralentir le processus ou l’arrêter. L’enregistrement des schémas d’activité cérébrale qui sous-tendent les changements comportementaux est la première étape pour combler le fossé.”

La prise de décision, la formation d’un souvenir ou l’accomplissement d’une tâche impliquent toutes des ondes cérébrales, des voies de signalisation qui utilisent des cellules appelées neurones. Pour étudier comment les ondes cérébrales influencent le comportement et la prise de décision, les chercheurs observent l’activation et la désactivation des neurones dans l’organe dans différentes situations.

Les technologies actuelles sont incapables de cartographier l’ensemble du cerveau tout en identifiant les cellules individuelles. Les images CaMPARI peuvent être capturées pendant le comportement, mettant en évidence les neurones actifs en rouge et les neurones inactifs en vert. Une fois le test terminé, les marqueurs rouges et verts restent lumineux pendant plusieurs jours. Cela permet aux chercheurs de capturer une série d’images pour suivre l’activité du cerveau en cartographiant l’endroit où le rouge apparaît dans le cerveau.

L’équipe a publié les résultats dans Communications naturelles sur l’utilisation d’un système de capteur de calcium appelé CaMPARI (intégrateur ratiométrique photoactivable modulé par calcium) pour cartographier l’activité cérébrale dans des modèles précliniques tout en accomplissant des tâches cognitives. Drs. Dana et Raber prévoient d’utiliser CaMPARI dans le cadre de travaux précliniques pour voir comment les gènes liés à la maladie d’Alzheimer affectent la façon dont nos neurones envoient des signaux à notre cerveau lors de l’apprentissage et de la mémoire.

Drs. Dana et Raber disent qu’ils espèrent utiliser ce qu’ils ont appris de leurs résultats pour développer des tests et des interventions susceptibles d’améliorer la qualité de vie des patients, en offrant de meilleures options de traitement.

“Nous avons désormais la capacité d’étudier la relation entre l’activation cérébrale et la performance cognitive à un niveau sans précédent”, explique le Dr Raber. “Ce sont les premières étapes du développement de stratégies visant à inverser ces changements et à améliorer les performances cognitives des personnes touchées par des troubles neurologiques. L’avenir des neurosciences comportementales et cognitives s’annonce prometteur.”