Un système d’enregistrement intracrânien pour étudier l’architecture fonctionnelle du cortex humain
Porteur du projet : Pierre BOURDILLON – Hôpital Fondation Adolphe de Rothschild (Paris)
Titre du projet : Etude de l’architecture fonctionnelle corticale humaine en électro-corticographie laminaire
Équipement financé grâce à l’opération Rotary-Espoir en Tête 2024 et sélectionné par le Conseil Scientifique de la FRC : un système d’enregistrement intracrânien électrophysiologique pour un montant de 91 388 €
« J’espère que cet équipement acquis grâce au Rotary-Espoir en Tête et la FRC sera la pièce d’engrenage qui sera centrale pour de nombreux projets et qu’elle saura mettre en mouvement de nouvelles idées et de nouveaux projets que nous ne pouvons pas encore à ce jour imaginer.» – Pierre Bourdillon
Description de l’équipement et des projets associés :
La surface du cerveau humain est composée du cortex, une série de 6 couches de cellules, d’à peine 3 à 4 mm d’épaisseur, où se situent les neurones. Ces neurones sont organisés de manière très précise entre eux par groupes, chaque groupe étant appelé une « colonne » en raison de la forme. Ces colonnes peuvent ensuite communiquer entre elles soit à proximité, soit à distance grâce à la substance blanche située en profondeur du cortex. Ce n’est que récemment qu’il est devenu possible d’enregistrer les neurones individuellement et simultanément au sein de ces colonnes chez l’humain. Le but du projet est d’enregistrer ces colonnes (ce qui s’appelle un enregistrement laminaire) pour en décrire le fonctionnement chez l’humain.
La réalisation de ces enregistrements laminaires (donc des neurones des 6 couches d’une colonne) nécessite d’avoir une électrode d’un type très particulier ayant une précision de l’ordre de 30 à 50 micromètres. Les avancées technologiques ont permis leur émergence il y a près d’une dizaine d’années et elles sont depuis utilisées en recherche sur le cerveau chez des modèles expérimentaux. La spécificité du cerveau humain (épaisseur du cortex et résistance de ses enveloppes) a nécessité l’adaptation de cette électrode. Le système acquis comporte non seulement un nombre important de ces électrodes pouvant chacune enregistrer individuellement et simultanément 1000 neurones, mais aussi le système d’acquisition et d’amplification des signaux électriques, ce qui est indispensable à leur analyse.
L’acquisition de cette technologie permettra la première plateforme d’acquisition d’enregistrement laminaire humaine en Europe (actuellement deux existent aux USA). Les enregistrements seront réalisés au cours de chirurgie en condition éveillée (en général pour traiter une épilepsie ou une tumeur cérébrale). Dans un premier temps, il faudra réaliser la mise en place technique et réglementaire du fait du caractère novateur de l’approche. Ensuite cela permettra de réaliser plusieurs projets :
- Enregistrer des colonnes corticales pendant la phase d’anesthésie et pendant la phase éveillée au cours d’une chirurgie. Cela permettra d’explorer à une très faible échelle la physiologie de la perte de conscience.
- Enregistrer des colonnes corticales au sein des zones normales et de celles responsable de l’épilepsie afin de mieux comprendre les bases de cette maladie.
- Enregistrer le comportement des neurones au cours d’une tâche cognitive (lecture, écoute, parole, mouvement) afin de comprendre comment le cerveau code cette information. Cela permet à terme d’envisager de compenser les fonctions perdues (interface homme machine).
Le Dr Pierre Bourdillon a fait ses études de médecine à la Pitié-Salpêtrière (Sorbonne Université). Au terme de son internat de neurochirurgie, il est nommé chef de clinique aux Hospices Civils de Lyon où il se spécialise en chirurgie de l’épilepsie et des tumeurs du système nerveux. Il rejoint ensuite l’Hôpital Fondation Adolphe de Rothschild. En parallèle de son parcours médical, le Dr Bourdillon a suivi un cursus en science fondamentale aboutissant à la soutenance d’un doctorat en Neuroscience. Il a par la suite intégré le laboratoire de recherche en électrophysiologie corticale au sein de l’Université d’Harvard et du Massachusetts General Hospital aux Etats Unis. A son retour en France, il a rejoint l’Integrative Neuroscience & Cognition Center à l’Université Paris-Cité. Ces deux parcours lui ont permis de mettre en place un laboratoire de recherche transversal alliant la clinique et la recherche fondamentale.
Le centre de recherche
Cet équipement sera installé au sein de l’Hôpital Fondation Adolphe de Rothschild.
