Un enjeu majeur : décrypter les codes neuronaux

Transcription

1 Le cervea IRM (séqence DTI). Visalisation de la connectivité anatomiqe cérébrale. Un enje majer : décrypter les codes neronax D nerone à la cognition, d gène à la maladie, de l abeille a primate : l institt des sciences d cervea de Tolose covre n large champ de recherche mltidisciplinaire. François Chollet, professer de nerologie, directer de l Institt des sciences d cervea de Tolose et Yves Trotter, directeradjoint de l ISCT et directer de recherche CNRS a Centre de recherche cervea et cognition (CERCO, nité mixte UPS/CNRS). Le nerone, élément fondamental constittif d système nervex est ajord hi miex conn grâce ax progrès de la biologie celllaire et moléclaire et de la génétiqe. Décrypter les codes neronax qi sos tendent les grandes fonctions cognitives q il s agisse de perception, d attention, de planification d movement, d apprentissage, de mémoire, de langage o de pensée constite n objectif stratégiqe affirmé de la recherche en nerosciences. Cet objectif ne pet être atteint qe par ne approche mltidisciplinaire qi inclt des compétences, des techniqes, des modèles différents et complémentaires. C est ator de pôles rénissant ces otils qe se bâtit cette stratégie. L imagerie dans ses différentes modalités constite le lien technologiqe et scientifiqe commn qi fédère la recherche en nerosciences dans ses composantes intégratives et cognitives. Voir le cervea fonctionner, identifier les réseax ne- ronax qi sos-tendent les fonctions cognitives et sivre a cors d temps ler activité constite l objectif commn des cherchers de l Institt des sciences d cervea de Tolose (ISCT). L ISCT est ne strctre fédérative de recherche, qi a por objectif de favoriser les interactions entre les différents acters de la recherche en nerosciences de Tolose en associant ne recherche fondamentale et ne recherche finalisée ator de l élcidation des mécanismes des fonctions cognitives et de lers dysfonctionnements a cors de maladies d système nervex. Il dispose d ne IRM3T (IRM à 3 teslas) dédiée à la recherche. Un site Inagré en octobre 2011, le site réhabilité d pavillon Badot à Prpan regrope environ 220 personnes (cherchers, cliniciens, ingéniers 14 pal sabatier avril 2012

2 Le cervea et étdiants) sr m 2 de locax tertiaires, ator d n platea techniqe modernisé et renovelé. Porté par l Inserm, le CNRS, l UPS, l niversité d Mirail et le CHU de Tolose, ce projet a bénéficié d sotien des collectivités et de l Etat à travers dex plans Etat-Région sccessifs. Un large éventail de compétences C est en fait ne collaboration entre des disciplines telles qe la nerophysiologie intégrative, les nerosciences cognitives, la nerologie cliniqe, la neropsychologie, la pharmacologie, la lingistiqe, la nero-imagerie, la neroanatomie et la biologie d développement d cervea qi constite le moter de l ISCT ator d échanges à la fois théoriqes, méthodologiqes et technologiqes. Dans ce cadre, diverses fonctions cérébrales telles qe la vision, l adition, l olfaction, la motricité, le langage, l apprentissage et la mémoire sont étdiées à travers des méthodologies complémentaires qi nécessitent à la fois ne approche cliniqe, pharmacologiqe et ne approche expérimentale chez l animal (avec n continm de l abeille a primate), l homme sain et le patient. C est ainsi qe les éqipes regropent des compétences dans ne large variété de domaines tochant à la fois ax sciences de la vie, ax sciences de l ingénier et ax sciences hmaines et sociales. De gros éqipements de neroimagerie Ces éqipes bénéficient de la mise en commn de gros éqipements de nero-imagerie fonctionnelle associant IRM, TEP, potentiels évoqés, et stimlation magnétiqe transcrânienne por l étde des primates hmains et non-hmains. Ler complémentarité permet de valider et renforcer l interprétation des observations, à la base de noveax champs de recherche qe ce soit dans le domaine fondamental o cliniqe. Il est maintenant possible de jstifier en termes de circit neronal des hypothèses psychologiqes spécifiqes sr le comportement et de somettre à ne expérimentation rigoresement contrôlée le problème des relations entre le cervea et la cognition. C est bien là qe se trove l objectif de l ISCT qi, en mettant en parallèle ces techniqes, sera capable de décrire les opérations neronales, localisées dans des strctres cérébrales identifiées et mises en je lors des différentes fonctions cognitives étdiées. Des modèles et des approches complémentaires Les connaissances chez l homme restent globales, et certains niveax de description des corrélats strctre/fonction (connectivité cérébrale, caractérisation des activités neronales qi sos-tendent ces fonctions) restent inaccessibles. Ces connaissances fines nécessitent des méthodes d investigation invasives et ne pevent être réalisées qe chez l animal. A sein de l ISCT, l approche physiopathologiqe cliniqe et neropsychologiqe, qi analyse les pertrbations fonctionnelles liées ax lésions cérébrales chez l homme est menée en parallèle avec l expérimentation animale invasive qi met en relation l activité neronale et les fonctions intégrées. Elcider les mécanismes des fonctions cognitives Un des objectifs-clef des cherchers de l Institt consiste à élcider le fonctionnement cérébral dans ses fonctions les pls élaborées. L approche intégrée à l échelle de l organe permet grâce ax différents modèles et ax différentes techniqes d approcher ces fonctions de façon transversale et cohérente. C est le cas par exemple por la mémoire qi fait l objet d ne approche mltiple fondamentale à travers des modèles animax et hmains et appliqée à travers des patients porters d affections nero-dégénératives. Qelqes exemples sont présentés dans ce dossier. Déficits nerologiqes et maladies d système nervex Cette approche intégrée trove ainsi n terrain d investigation privilégié dans le domaine de la caractérisation des déficits nerologiqes et de lers mécanismes, dans le champ de la réorganisation cérébrale, de la récpération fonctionnelle, ainsi qe dans la prise en charge des handicaps faisant site à diverses lésions cérébrales aigës o chroniqes. Certaines thématiqes en particlier font l objet de développements parallèles et complémentaires a sein des différentes formations de l institt. C est le cas d vieillissement et de la maladie d Alzheimer et des maladies nerodégénératives o nerovasclaires qi font l objet d ne approche transversale allant de la caractérisation de pertrbations motrices o cognitives sr des modèles de soris porteses de plaqes amyloïdes o de lésions focales jsq a diagnostic IRM de l épaisser corticale et à l évalation thérapetiqe en imagerie moléclaire florée chez les patients en passant par l élcidation de dysfonctionnements dans le champ de la catégorisation viselle. n francois.chollet@inserm.fr yves.trotter@cerco.ps-tlse.fr Les six laboratoires de l ISCT L ISCT regrope six laboratoires o éqipes : Le Centre de recherche cervea et cognition (Cerco, nité mixte UPS/CNRS) ; le Centre de recherche sr la cognition animale (CRCA, nité mixte UPS/CNRS) ; le laboratoire Imagerie cérébrale et handicaps nerologiqes (ICHN, nité mixte Inserm/UPS) ; le Laboratoire d adaptation perceptive motrice et apprentissage (Lapma, éqipe UPS) ; l nité de recherche interdisciplinaire Octogone (niversité de Tolose-Le Mirail) et le pôle de nerosciences cliniqe de Prpan. IRM fonctionnelle. Résea fonctionnel de la motricité activé a cors d n movement de doigts. avril 2012 pal sabatier 15

3 Mémoires La mémoire hmaine est compartimentée. L identification et la caractérisation de ses différents systèmes a été ne des grandes avancées des nerosciences cognitives de ces dernières décennies. Le cervea A A : Cervea hmain en cope sagittale (hippocampe en orange et régions sos hippocampiqes en ble) ; B : Cervea de ronger B Emmanel Barbea, chargé de recherche CNRS a Centre de recherche cervea et cognition (Cerco, nité mixte UPS/CNRS) ; Virginie Voltzenlogel, maître de conférences de l niversité d Mirail dans l nité de recherche interdisciplinaire Octogone ; Pascal Rollet, professer UPS a Centre de Recherches sr la Cognition Animale (Crca, nité mixte UPS/CNRS) et Jérémie Pariente, maître de conférence UPS et praticien hospitalier a Laboratoire imagerie cérébrale et handicaps nerologiqes (ICHN, nité mixte UPS/Inserm) Ces systèmes constitants la mémoire hmaine sont relativement indépendants les ns des atres et pevent être affectés de manière sélective par différentes pathologies et en particlier par les maladies nerodégénératives. Par exemple, la maladie d Alzheimer affecte la mémoire déclarative (mémoire sémantiqe et mémoire épisodiqe) mais laisse intacte la mémoire procédrale qi est-elle altérée dans la maladie de Parkinson o la maladie de Hntington. La mémoire déclarative dépend d n ensemble de strctres sitées dans la partie interne des lobes temporax, dont la pls conne est l hippocampe. C est cette partie interne d lobe temporal qi est en particlier étdiée par les cherchers tolosains spécialisés dans la mémoire. Trobles de la mémoire Des cherchers d Cerco et d Laboratoire imagerie cérébrale et handicaps nerologiqes s intéressent de manière conjointe à l organisation intrinsèqe de la mémoire déclarative. Lers travax ont permis d évaler la mémoire de patients soffrant de lésions cérébrales focales (accidents vasclaires cérébrax-avc, encéphalites) o de lésions pls diffses (maladie d Alzheimer). Un de lers thèmes de recherche vise à montrer les corrélats neronax qi existent entre la mémoire de rappel et la mémoire de reconnaissance qi seraient sos-tendes par des régions différentes de la partie interne d lobe temporal (l hippocampe et les régions sos-hippocampiqes, respectivement). Dans n travail sr la maladie d Alzheimer à n stade très précoce, ils ont combiné des techniqes d imagerie différentes. Ceci a permis de préciser les lésions strctrales (IRM), métaboliqes (PET scan a glcose) et moléclaires (PET scan AV45, spécifiqe de l amyloïde) en lien avec l apparition des trobles de la mémoire déclarative. Dans n atre cadre nosologiqe, les cherchers d Cerco condisent ne étde chez des patients épileptiqes pharmaco-résistants. Le bt de cette étde est de montrer, à l aide d électrodes intracérébrales mises en place dans le cadre des soins apportés ax patients, la dimintion temporelle et spatiale de l activité cérébrale dans des tâches de mémoire. Ces travax sont réalisés en lien avec des médecins d CHU de Tolose. Normalisation de la mémoire Une éqipe de l Unité de recherche interdisciplinaire Octogone de l niversité de Tolose le Mirail travaille sr ne poplation de patients présentant ne épilepsie d lobe temporal médian o de patients ayant sbi ne lobectomie temporale dans le bt de contrôler ne épilepsie pharmacorésistante. Ce travail de recherche porte sr la mémoire atobiographiqe et la mémoire des faits pblics. Dans n grope de patients présentant ce type d épilepsie il a été montré l existence d n déficit de la mémoire des faits pblics et d rappel d épisodes atobiographiqes, avec ne sémantiqe personnelle préservée. Certains patients ont été re-testés n an après ne lobectomie temporale. Cette chirrgie n a pas e d impact sr la mémoire atobiographiqe et la mémoire des faits pblics. En revanche, cette étde a mis en évidence, niqement dans le grope ayant sbi ne lobectomie droite, ne normalisation de la mémoire atobiographiqe, por le rappel d épisodes personnels ayant e lie après l intervention. Stress post-tramatiqe La mémoire chez le ronger et en particlier le rôle de l hippocampe et de sa région CA3, dans les processs de consolidation et de reconsolidation de la mémoire est le thème de recherche d ne éqipe d Crca. Ce dernier processs est très important, car la réactivation d ne trace mnésiqe préalablement consolidée la rend à novea labile. Afin de re-stabiliser cette trace réactivée et de la stocker de novea à long terme, celle-ci doit sbir n processs nommé reconsolidation. Il est donc possible d agir sr cette reconsolidation mnésiqe et de modler o d effacer n sovenir en bloqant la synthèse o la dégradation protéiqe a moment de la réactivation d sovenir. On a réssi à bloqer la reconsolidation d n sovenir aversif chez l animal grâce à n béta-bloqer, le propranol. En collaboration avec le Service de psychiatrie, d CHU de Tolose des résltats similaires ont p être obtens chez des patients soffrants d n syndrome de stress post-tramatiqe. n emmanel.barbea@cerco.ps-tlse. fr ; voltzenl@niv-tlse2.fr ; rollet@ cict.fr ; jeremie.pariente@inserm.fr 16 pal sabatier avril 2012

4 Le cervea Le cervea révélé par l imagerie mltimodale Por explorer le cervea hmain en fonctionnement, il fat disposer de marqers qi, somis à l imagerie, mettent en relief des fonctions spécifiqes. De tels biomarqers sont mis a point et validés sr les plateax techniqes de l Institt des sciences d cervea de Tolose (ISCT). Patrice Péran, chargé de recherche Inserm (UMR825, nité mixte Inserm/UPS), Pierre Payox, professer niversitaire et hospitalier, cherchers a laboratoire imagerie cérébrale et handicaps nerologiqes (ICHN, nité mixte Inserm/UPS), et Rffin VanRllen, directer de recherche CNRS a Centre de recherche cervea et cognition (CerCo, nité mixte UPS/CNRS) Impossible ajord hi de comprendre comment fonctionne le cervea sans disposer d instrments d imagerie médicale. Ces instrments sont à l origine d n nombre important d avancées. Atrophie La majorité des travax actels, en neroimagerie strctrale, se focalise sr la mesre de l atrophie comme marqer des modifications physiologiqes et physiopathologiqes. Mais, d atres marqers des modifications microstrctrales sont tilisables en IRM. En effet, l IRM permet de mesrer également le dépôt de fer, l intégrité et l orientation microstrctrale. Les éqipes de l ISCT ont ainsi montré qe l IRM était capable de faire la distinction entre cerveax de patients parkinsoniens et cerveax de sjets sains, a cors d ne étde impliqant 30 patients parkinsoniens et 22 sjets contrôle. Un simple examen d IRM a permis à partir de plsiers mesres simltanées, de diagnostiqer avec pls de 95% de fiabilité la maladie de Parkinson et donc de révéler sa «signatre cérébrale». Laboratoire d excellence A l ISCT, de noveax tracers dans le domaine des nerosciences et notamment dans les pathologies liées ax trobles cognitifs, à l ischémie cérébrale et à la neroinflammation sont développés. Les synthèses sont réalisées grâce à ne plateforme permettant la floration et le contrôle qalité en conditions radiopharmacetiqes. L ISCT bénéficie de la proximité immédiate d ne caméra TEP coplée à n appareil de Tomodensitométrie. La combinaison de ces dex techniqes permet l exploration in vivo en TEP de nombrex processs physiologiqes et physiopathologiqes après injection des radio pharmacetiqes. Ces avancées ont été récompensées en février 2012 par l obtention d LABEX IRON (Innovative Radiopharmaceticals in Oncology and Nerology). De nombrex projets translationnels et cliniqes sont actellement en cors tilisant la complémentarité d TEP et de l IRM. Par exemple, n tracer de la plaqe amyloïde en TEP et ne mesre de l épaisser corticale en IRM sont actellement tilisés dans différents protocoles afin de miex comprendre les mécanismes physiopathologiqes de la maladie d Alzheimer. Précision temporelle Enfin, l électro-encéphalographie (EEG) est ne techniqe qi permet d enregistrer l activité électriqe d cervea grâce à des dizaines d électrodes placées a nivea d scalp. Si elle est moins indiqée qe l IRM por isoler précisément les zones cérébrales participant à chaqe mécanisme cognitif, elle est par contre très précise sr le plan temporel. Ainsi l on pet sivre à l échelle de la milliseconde la dynamiqe de l ac- tivation cérébrale, o s intéresser à des rythmes oscillatoires rapides de plsiers dizaines de cycles par seconde, fréqemment observés dans des tâches de traitement sensoriel. Comme l ont montré des travax récents de l éqipe CREMe d CerCo, on pet ainsi détecter certains rythmes qi pevent indiqer n état de perte de vigilance o «divagation attentionnelle». La perception viselle, qant à elle, va et vient de manière périodiqe en sivant la phase d n rythme EEG spécifiqe. Loin de s exclre mtellement, ces techniqes de neroimagerie apparaissent donc tot à fait complémentaires. n patrice.peran@inserm.fr, payox.p@ch-tolose.fr et rfin.vanrllen@cerco.ps-tlse.fr Sbstance noire Dépôt de fer Signatre IRM mltiparamétriqe de la maladie de Parkinson. Sbstance noire perte de l orientation microstrctrale Striatm Perte de l intégrité microstrctrale avril 2012 pal sabatier 17

5 Percer les secrets d système visel Le cervea L homme est d ne exceptionnelle efficacité dans sa perception d monde qi l entore. Une efficacité qi s appie essentiellement sr la vision qi occpe chez le primate environ le tiers d cortex. Par lers spécificités et la diversité de lers approches, les laboratoires de l ISCT pevent aborder les différentes facettes de la vision, q elle soit normale o pathologiqe. L originalité de l ISCT est de s intéresser à la vision le long de mltiples continm : de la vision des stimli simples à celles de stimli éthologiqes, de la vision préattentive à la vision attentive, de la vision de l abeille à celle d singe, de la vision de l enfant à celle de l adlte, de celle d système biologiqe à celle des systèmes artificiels. Vision épisodiqe D importants résltats ont été obtens ces dernières années, qi boleversent parfois certaines idées reçes. Ainsi, si la perception viselle nos semble contine, nos avons montré qe l excitabilité corticale dans le système visel flcte périodiqement en sivant le rythme oscillatoire «alpha» (ator de 10 Hz). La perception viselle ne serait donc pas contine dans le temps mais procéderait de façon épisodiqe, à la manière d ne caméra vidéo. Le cervea est également capable de privilégier ne région importante de l espace : celle d «droit devant». Por analyser en détail n objet nos yex vont se poser desss afin qe l image de l objet se forme sr la «fovéa», la région de la rétine la pls dense en récepters. Mais il nos arrive de torner les yex vers n objet d intérêt (ne botiqe par exemple) tot en continant à marcher dans la re. L image d «droit devant» se forme donc sr la rétine périphériqe beacop moins performante. Le cervea traite alors cette région de l espace de façon très spécifiqe. Ainsi, lorsqe le déplacement de nos Le cervea miniatre de l abeille Lorsqe le champ récepter périphériqe d n nerone de l aire viselle primaire est porté dans l axe «droit devant» par la déviation d regard on observe ne agmentation de son activité. yex amène le champ récepter d n nerone d système visel dans la région d «droit devant» on constate ne agmentation de la réponse d nerone. Un stimls y est détecté pls rapidement qe dans ne zone de même excentricité par rapport à notre point de fixation. Saccades oclaires Les saccades oclaires nos permettent d explorer le monde. Ethologiqement, s il pet être fatal de déclencher n movement vers n objet dangerex, il n est pas coûtex de faire ne saccade erronée, il sffira de la corriger. L tilisation d n test de choix saccadiqe qi tilise ces réponses rapides a permis de contraindre de façon draconienne les limites temporelles d fonctionnement d système visel. Nos avions déjà montré l impressionnante rapidité de l homme à catégoriser des animax, des visages o des véhicles dans des scènes natrelles. Les réponses manelles les pls précoces étaient observées avec des latences de millisecondes (ms). Mais c est avec ne latence de selement 120 ms qe l on pet boger les yex vers n animal, ne drée rédite à 100 ms si les yex doivent s orienter vers n visage! La complexité des traitements qi doivent être réalisés dans ce laps de temps mettent à mal les actels modèles de reconnaissance d objets et solèvent la qestion des voies cérébrales tilisées dans de tels comportements. Vision améliorée par l adition Mais la perception de notre monde n est pas niqement viselle, elle est mltisensorielle. La vision pet ainsi permettre d améliorer n percept médié par ne atre modalité comme l adition. Nos avons récemment démontré l importance joée par l apprentissage. Ainsi, en tilisant ne sele oreille, la localisation spatiale d n son est difficile, portant les performances s améliorent après qelqes séances d entraînement drant lesqelles le son est associé à ne information viselle congrente. Un tel mécanisme ovre les portes à des stratégies de réhabilitation basées sr les interactions mltimodales chez des patients atteints de srdité profonde et porters d n implant cochléaire. n Michèle Fabre-Thorpe, directrice de recherche CNRS et Simon Thorpe, directer de recherche CNRS, respectivement directrice et directer-adjoint d Centre de recherche cervea et cognition (CerCo Unité mixte CNRS-UPS) L abeille est n modèle animal por l étde de la vision. Les abeilles perçoivent et apprennent des colers et des formes qand ces stimli sont appariés avec de la soltion scrée. Récemment, ler capacité à catégoriser des stimli visels a été mise à jor. D atre part, l imagerie calciqe a dévoilé n traitement rétinotopiqe complexe dans ler cervea. Ces recherches menées a CRCA (nité mixte UPS/CNRS) montrent comment le cervea miniatre des abeilles réalise des performances viselles sophistiqées. mft@cerco.ps-tlse.fr thorpe@cerco.ps-tlse.fr 18 pal sabatier avril 2012

6 Le cervea La plasticité cérébrale Le cervea possède des capacités d adaptation étonnantes. Bien comprises, elles pevent être mises à profit por récpérer de l habileté après ne lésion cérébrale o améliorer l adition... La plasticité cérébrale est n mécanisme par leqel le cervea modifie sa strctre et son fonctionnement por adapter le comportement ax challenges de l environnement o de l état physiologiqe. Cette plasticité s exprime depis les réseax cérébrax jsq ax réglations génétiqes a sein même des nerones. Plsiers laboratoires de l ISCT s intéressent à ces phénomènes de plasticité chez l hmain et l animal, dans des perspectives fondamentales o cliniqes. Récpération motrice L éqipe «Innovation thérapetiqe dans la pathologie vasclaire cérébrale» d laboratoire Imagerie cérébrale et handicaps nerologiqes s intéresse ax stratégies thérapetiqes qi aront n impact majer sr les traitements cliniqes de l accident vasclaire cérébral (AVC), première case de handicap. Lers travax indiqent q il fat solliciter la plasticité cérébrale spontanée et pls précisément l activité cérébrale d côté lésé. Une stimlation non invasive focalisée sr ce cortex cérébral s avère assez efficace sr la récpération motrice. De pls, le Prozac, n antidépresser, modle la plasticité cérébrale et aide les patients à retrover ler indépendance. D atres espoirs reposent sr les bioprothèses (thérapie celllaire combinée à des biomatériax) qe cette éqipe s emploie à tester chez l animal. Noveax nerones (en vert) dans l hippocampe de soris adlte. (A centre) Activation d résea de compréhension de la parole visoaditive chez des patients implantés cochléaire. Scanner d ne insertion d n implant dans la cochlée d n patient sord profond. (à droite) Gidage neronal sr bioprothèse cérébrale. Améliorer la coordination Lorsqe nos vieillissons, la coordination des dex mains s altère, entraînant des difficltés dans les activités de type botonnage, pianotage etc. Les travax de l éqipe «Programme de recherche en sciences d sport et d movement hmain» visent à améliorer ces coordinations. Lers travax indiqent qe les performances psychomotrices des personnes âgées s améliorent lorsq on les fait interagir avec d atres stimlations sensorielles. Si on demande à des sjets de prodire des coordinations bimanelles complexes en synchronisation avec le rythme d n métronome aditif (sons), visel (images) o mltimodal (sons + images), il apparaît qe les sjets âgés tilisent atant les informations mltimodales qe les informations aditives seles por améliorer la stabilité et la précision de ler coordination. Ainsi, la plasticité cérébrale permettrait d optimiser la commnication entre aires cérébrales responsables de l intégration des informations mltimodales chez les sjets âgés. Réhabilitation d ne srdité Les capacités de plasticité d cervea joent n rôle prépondérant dans le sccès de la réhabilitation d ne srdité profonde par n implant cochléaire. Une éqipe d Cerco, associée a service ORL d CHU Prpan, explore chez le sord profond les modifications des aires d cervea Claire Rampon, chargée de recherche CNRS a Centre de recherche sr la cognition animale (Crca, nité mixte UPS/CNRS) ; Jessica Tallet, maître de conférences UPS a Laboratoire Adaptation Perceptivo- Motrice et Apprentissage (LAPMA, éqipe UPS), Isabelle Lobinox, directer de recherche Inserm a Laboratoire Imagerie cérébrale et handicaps nerologiqes (ICHN, nité mixte UPS/Inserm) et Pascal Barone, directer de recherche CNRS a Centre.de recherches cervea et cognition (Cerco, nité mixte UPS/CNRS) privées d entrées aditives pis la récpération de la compréhension de la parole après ne neroprothèse. Drant la longe période de srdité, les régions dédiées a traitement de l adition sont colonisées par la vision. Ceci reflète n mécanisme de vicariance développé par les patients qi s appient sr la lectre labiale por la compréhension d langage. Après implantation cochléaire, cette réorganisation régresse a fr et à mesre qe les patients récpèrent l adition. Ces travax sont encorageants por la réhabilitation par l implant, basée sr le potentiel de plasticité corticale d patient et combiné à ne réédcation adaptée. Trobles de la mémoire La formation de la mémoire repose sr des modifications d fonctionnement cérébral qi mettent en je la plasticité cérébrale. L éqipe «Mémoire, plasticité et vieillissement» d Crca traqe ces modifications cérébrales chez la soris saine o modèle de la maladie d Alzheimer. Lers travax montrent qe la mémorisation reqiert la synthèse de novelles protéines a sein de l hippocampe, siège de la mémoire. Pls étonnant, d atres protéines doivent être dégradées por qe le sovenir sbsiste. Des étdes de l éqipe indiqent assi qe les noveax nerones qi naissent dans le cervea adlte participent a codage de la mémoire. Ce processs est pertrbé chez les soris modèles de la maladie d Alzheimer et porrait contriber ax trobles de la mémoire qi caractérisent cette pathologie. n pascal.barone@cerco.ps-tlse.fr Claire.Rampon@cict.fr jessica.tallet@niv-tlse3.fr isabelle.lobinox@inserm.fr avril 2012 pal sabatier 19

7 Le cervea Comment le cervea traite le langage Le langage figre parmi les fonctions cérébrales les pls complexes et joe n rôle primordial dans la relation de l homme avec son environnement et en particlier avec les atres hmains. L étde de son sbstrat cérébral est n vrai défi por les cherchers et nécessite le recors à des méthodes combinées et plridisciplinaires. Dans les dyslexies d développement, l évalation de l effet de l entraînement des habiletés phonologiqes vs. viso-orthographiqe par des mesres comportementales et la méthode des potentiels évoqés a permis de montrer qe ces entraînements ont des effets différenciés en fonction de la tâche et en fonction d type de dyslexie. Ici nos voyons la «modlation de l activité cérébrale» à la site de la présentation viselle de lettres après entraînement phonologiqe. Xavier de Boissezon, professer niversitaire hospitalier UPS et chercher a laboratoire imagerie cérébrale et handicaps nerologiqes (ICHN, nité mixte Inserm/ UPS), Barbara Köpke, professer, et Mélanie Jcla, maître de conférences à l niversité de Tolose le Mirail à l nité de recherches interdisciplinaires Octogone- Lordat (éqipe d acceil de l Université d Mirail). Longtemps, l étde des mécanismes cérébrax impliqés dans le traitement d langage n a été possible q à travers l étde des pathologies d langage tant chez des patients cérébrolésés site à n accident cardiovasclaire (AVC), qe chez des personnes soffrant d ne tmer, d ne maladie dégénérative o d n troble développemental (dyslexie par exemple). Ajord hi, les données de la patho- logie pevent être complétées par celles obtenes avec les différentes méthodes d imagerie cérébrale tilisables également avec des sjets sains. Ainsi nos avons p explorer, grâce à l IRM et la TEP principalement, les réseax neronax d langage dans plsiers poplations. Chez le sjet sain, les résltats ont permis d identifier des voies différentes por l analyse sémantiqe (voie ventrale, passant par le lobe temporal) et phonologiqe (voie dorsale, passant par le lobe pariétal). Par aillers, l intervention relative de chaqe hémisphère, pls bilatérale por la compréhension et pls latéralisée à gache por la prodction d langage, a été explorée. Récpération A nivea des pathologies d langage, plsiers travax ont cherché à comprendre qels sont les mécanismes par lesqels le cervea lésé après n AVC pet réorganiser son fonctionnement por récpérer n comportement lingistiqe efficace (o non) après ne aphasie. Nos avons ainsi montré qe cette plasticité cérébrale pet avoir recors ax aires immédiatement voisines de celles détrites par l AVC, a sein de l hémisphère gache qi est l hémisphère principal por la fonction lingistiqe. Lorsqe ces aires périlésionnelles gache pevent être ré-tilisées por les fonctions lingistiqes, la récpération est meillere qe lorsqe le langage doit tiliser des aires pls distantes, en particlier a sein de l hémisphère droit. Par aillers, l exploration des aires cérébrales joant n rôle dans la récpération à la site d ne réédcation orthophoniqe, sggère qe les aires péri-lésionnelles gaches sont pls à même de spporter ne bonne récpération d langage qe celles de l hémisphère droit, portant symétriqes des aires détrites. L étde de la dynamiqe des systèmes nerofonctionnels a cors de l adaptation a handicap permet ainsi de développer et d améliorer des options thérapetiqes, en particlier à des stades précoces de la maladie. Le siège de l écritre Une combinaison d ne techniqe d inactivation transitoire de l activité corticale a cors d interventions nerochirrgicales en condition «chirrgie éveillée» et de l IRM fonctionnelle a permis d étdier la fonction d ne des régions liées à l écritre: le cortex pré-moter spérier. Cette zone, désignée a siècle dernier par Exner comme «aire de l agraphie», a ainsi formellement été identifiée comme siège de l écritre. La même techniqe permet d explorer les aires intervenant dans le traitement des différentes langes chez ne personne plrilinge. Les résltats, encore préliminaires, sggèrent qe le traitement d ne lange apprise pls tardivement sollicite sovent des aires pls étendes à l intérier des aires d langage qe des langes acqises de façon précoce. De pls, le cortex préfrontal dorsolatéral, par exemple, semble joer n rôle essentiel dans le contrôle et la sélection de la lange appropriée. Avec n nombre croissant de sjets plrilinges dans le monde, les recherches sr le traitement de chacne des langes se développent ajord hi rapidement. Le développement de recherches interdisciplinaires entre lingistiqe et nerosciences permet d aborder de noveax champs d étdes portant sr des fonctions lingistiqes pls complexes telles qe la pragmatiqe o la prosodie par exemple. n xavier.deboissezon@inserm.fr & melanie.jcla@niv-tlse2.fr & bkopke@niv-tlse2.fr 20 pal sabatier avril 2012