Mise au point d’une technique d’imagerie cérébrale pour la recherche sur l’épilepsie - Fédération pour la Recherche sur le Cerveau (FRC)

Mise au point d’une technique d’imagerie cérébrale pour la recherche sur l’épilepsie

Porteur de projet : Dr Mickael Tanter, Institut Langevin de l’ESPCI ParisTech.

Titre du projet : « Ultrasons fonctionnels : un nouvel outil pour l’étude de l’épilepsie »

Projet sélectionné par le Conseil scientifique de la FRC et financé grâce à l’opération « Rotary – Espoir en Tête ».

126 000 € attribués en 2012 pour l’acquisition d’un scanner ultrarapide, d’un ordinateur GPU et de sondes spécifiques pour le petit animal

 

Description du projet

L’imagerie cérébrale fonctionnelle telle que l’IRMf est une technique qui a révolutionné les neurosciences. Cette technique permet d’observer l’activité cérébrale en réponse à un stimulus (visuel, auditif, etc.) en localisant les variations de flux sanguin qui se produisent dans la zone activée. Cependant, l’IRMf ayant une résolution et une sensibilité limitées, les images événements transitoires tels qu’une crise d’épilepsie sont difficiles à obtenir.

 

Bien que l’échographie Doppler, basée sur l’utilisation des ultrasons, soit couramment utilisée pour visualiser les flux sanguins en temps réel dans de nombreux organes, elle ne permettait pas jusqu’à maintenant d’observer les tout petits vaisseaux et donc de visualiser l’activité cérébrale.

 

Pour dépasser ces limites, l’équipe du Dr Mickael Tanter a récemment développé une nouvelle technique d’imagerie fonctionnelle par ultrasons, baptisée fUS (functional Ultrasound), à la fois sensible (capable de filmer la vascularisation fine du cerveau) et conservant une excellente résolution spatiale et temporelle. Pour augmenter considérablement la sensibilité de l’échographie conventionnelle, ces chercheurs ont développé une imagerie ultrarapide, capable de mesurer les mouvements du sang sur l’ensemble du cerveau plusieurs milliers de fois par seconde (contre quelques dizaines de fois jusqu’alors). Cette augmentation du nombre de mesures permet de détecter le flux dans de très petits vaisseaux, dont les variations subtiles sont liées à l’activité cérébrale. En effet, l’activité des cellules nerveuses nécessite un apport en énergie : elle est donc couplée à un afflux de sang dans la zone concernée. En enregistrant les variations de volume dans les vaisseaux sanguins qui alimentent les différentes structures cérébrales, il est ainsi possible de connaître la localisation des neurones activés.

 

Les résultats préliminaires obtenus par cette équipe ont révélé le potentiel des ultrasons fonctionnels en neuroscience et plus particulièrement pour la recherche en épilepsie, pour laquelle l’utilisation de l’IRMf reste limitée. Ce projet a pour but de poursuivre le développement technologique de ce scanner fUS pour l’imagerie de l’épilepsie et l’appliquer à des modèles génétiques de pathologies humaines.

La méthode fUS est vouée à devenir un outil puissant pour la recherche sur le cerveau : sa vitesse, sa sensibilité, sa résolution spatiale, son faible coût et sa flexibilité expérimentale sont uniques. Au-delà de l’épilepsie, cette technique présente de nombreux potentiels d’application. D’un point de vue clinique, elle pourrait être utilisée chez le nouveau-né pour qui l’IRMf est très difficile à réaliser, voire chez le fœtus pendant la grossesse, permettant ainsi de mieux comprendre le développement du cerveau. Côté recherche, les ultrasons fonctionnels devraient permettre aux biologistes de répondre à de nombreuses questions fondamentales en neurosciences.

 

Le centre de recherche

L’Institut Langevin est une Unité Mixte de Recherche de l’ESPCI ParisTech et du CNRS dédiée à la physique des ondes et à ses applications. L’Institut Langevin allie, dans un esprit très pluridisciplinaire, recherche fondamentale, recherche appliquée et création d’entreprises.

Le spectre des ondes concernées est très large : ondes mécaniques (ondes acoustiques, élastiques et sismiques, vagues), ondes électromagnétiques (radiofréquences, micro-ondes, Térahertz) et optique (infrarouge et visible). Les chercheurs de l’Institut se donnent pour objectif de comprendre les mécanismes de propagation de ces différents types d’ondes dans les milieux les plus complexes et de tirer parti de cette meilleure compréhension pour concevoir des instruments originaux pour la manipulation de ces ondes et l’imagerie de ces milieux.

 

 

Photo : Inserm/Latron, Patrice
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Portrait de Mickael Tanter

Mickael Tanter est un physicien, directeur de recherche Inserm à l’Institut Langevin de l’ESPCI ParisTech. Il est spécialiste d’imagerie médicale ultrasonore. Avec son équipe, il développe de nouvelles techniques de thérapie et d’imagerie médicale, dont, par exemple, le traitement non intrusif des pathologies cérébrales par ultrasons focalisés transcraniens (Equipex Ultrabrain) ou encore cette nouvelle technique d’imagerie cérébrale nommée le fUltrasound.

© Inserm, P. Delapierre

Mise à jour : Mickaël Tanter a bénéficié d’un financement du Conseil européen de la recherche (ERC Advanced Grant) pour ses travaux sur l’imagerie cérébrale. Nous sommes fiers de lui, et de financer l’excellence !

► Voir l’article de l’INSERM à ce sujet

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