Cartographie du cortex cérébral du développement du cerveau humain à l’aide de données d’IRM de haute qualité

Les scientifiques ont réussi à cartographier la surface du cortex cérébral du jeune cerveau humain avec une résolution impressionnante. La cartographie, réalisée à l’aide de données d’imagerie par résonance magnétique (IRM) de haute qualité, a montré le développement dans les régions clés du cerveau de deux mois avant la naissance d’un individu à deux mois après. Les chercheurs pensent que cette réalisation aidera probablement les recherches futures sur le développement du cerveau et pourrait servir de nouvelle approche pour étudier les conditions de développement du cerveau telles que l’autisme et la schizophrénie. Le cortex cérébral est une feuille de cellules cérébrales qui s’enroule autour du cerveau et est la région la plus évolutive et la plus avancée du cerveau. Il est plus grand chez l’homme que tout autre mammifère et est responsable de fonctions telles que les capacités linguistiques et le raisonnement abstrait.

Du troisième trimestre de la grossesse aux deux premières années de la vie, on assiste à un développement cortical dynamique. Le cortex a tendance à s’épaissir pendant cette période et se développe rapidement en termes de surface en formant des plis corticaux complexes. Les chercheurs ont établi un lien entre les perturbations de cet épaississement et de cette expansion corticale et la schizophrénie et l’autisme. Mais, en raison du manque de cartographie à haute résolution de cette période, les scientifiques n’ont pas réussi à acquérir une compréhension plus approfondie de ce stade de développement dans la tranche d’âge du fœtus au tout-petit.

Dans la nouvelle étude, des chercheurs de l’Université de Caroline du Nord ont recueilli un ensemble de 1 037 IRM de haute qualité de nourrissons du troisième trimestre à l’intervalle d’âge de deux ans. Les données numérisées ont ensuite été analysées par l’équipe à l’aide de méthodes de traitement d’image informatisées. Avec cela, ils ont divisé la surface corticale en un maillage virtuel ayant de minuscules zones circulaires et ont mesuré le taux d’expansion de surface pour chacune de ces zones.

L’équipe a pu définir 18 régions distinctes et a constaté qu’elles correspondaient bien à leurs connaissances existantes sur les organes fonctionnels du cortex. « Toutes ces régions montrent une expansion spectaculaire de la surface au cours de cette fenêtre de développement, chaque région ayant une trajectoire distincte », a déclaré Gang Li, PhD, professeur agrégé de radiologie à l’UNC School of Medicine. Li est l’auteur principal de l’étude publiée dans Actes de l’Académie nationale des sciences.

La carte a révélé que chaque région du cortex avait le même chemin de développement que son homologue dans l’hémisphère opposé. De plus, l’équipe a également pu repérer les différences entre les sexes dans le développement. Selon Li, la cartographie a donné un nouvel aperçu du développement du cerveau.

Maintenant, l’équipe vise à élargir le réseau et à utiliser l’approche pour étudier les ensembles de données d’analyse d’enfants atteints d’autisme ou d’autres conditions neurodéveloppementales.