Réseaux de connectivité fonctionnelle au repos comme biomarqueurs de la maladie d'alzheimer

Transcription

1 Réseaux de connectivité fonctionnelle au repos comme biomarqueurs de la maladie d'alzheimer Pierre Bellec Centre de recherche de l'institut de gériatrie de Montréal Département d'informatique et de Recherche Opérationnelle Université de Montréal. Colloque CESCO 2011

2 Réseaux de connectivité fonctionnelle au repos comme biomarqueurs de la maladie d'alzheimer Introduction : biomarqueurs de la MA en neuroimagerie Distribution des plaques bêta-amyloïdes : PIB Tiré de Rowe et al., Neurology, 2007

3 Introduction : biomarqueurs de la MA en neuroimagerie Atrophie de l'hippocampe Progression de l'atrophie de l'hippocampe chez un patient sourant de la MA. Tiré de Scheltens et al., The lancet neurology, 2002

4 Introduction : biomarqueurs de la MA en neuroimagerie Atrophie corticale Diérence d'épaisseur corticale (haut) et t-test (bas) : 19 patients MA vs 17 contrôles. Tiré de Lerch et al., Cerebral Cortex, 2005.

5 Introduction : biomarqueurs de la MA en neuroimagerie Progression : bêta-amyloïde vs atrophie Tiré de Jack et al., Brain, 2009

6 IRMf, réseau du mode par défaut IRMf : paradigme expérimentale

7 Réseaux de connectivité fonctionnelle au repos comme biomarqueurs de la maladie d'alzheimer IRMf, réseau du mode par défaut Tâche de mémoire sémantique : activation Comparaison de n=12 patients sou rants de TCL et de n=10 contrôles. Adapté de Clément, Belleville et Mellah, Cortex, 2010.

8 IRMf, réseau du mode par défaut Tâche de mémoire visuelle : déactivation Carte d'activation pour l'encodage réussi de nouveaux stimuli. Tiré de Sperling et al., Neuromol Med, 2010.

9 IRMf, réseau du mode par défaut Réseau du mode par défaut : méta-analyse de déactivation Figure tirée de Gusnard et Raichle, 2001, Nature Reviews Neuroscience, 2 : Gauche : une méta-analyse de 9 études TEP démontre qu'il existe un ensemble de régions systématiquement moins actives lors de l'exécution d'une tâche qu'au repos. Droite : le cortex cingulaire postérieur est l'aire du cerveau dont le niveau de consomation métabolique en glucose au repos est le plus élevé (moyenne de 22 sujets). Les images originales sont de D. Van Essen and A. Z. Snyder, Washington University, USA

10 IRMf au repos, réseau du mode par défaut Carte de connectivité fonctionnelle au repos (fcmri) From Fox et al, 2007, Nature Reviews Neuroscience, 8 : Haut : Carte d'activation, tâche motrice (niveau individuel). Bas : la région activée dans le cortex moteur primaire est utilisé comme graine pour une carte de connectivité au repos.

11 IRMf au repos, réseau du mode par défaut Réseau du mode par défaut : IRMf au repos Adapted from Greicius, 2003, PNAS, 100 : (upper panel) ; Greicius, 2004, PNAS, 101 : (lower panel) Top : Group functional connectivity map (n=14) with a seed in the posterior cingulate cortex. Bottom : group ICA map (same population).

12 IRMf au repos, réseau du mode par défaut Comparaison entre sujets sains et patients sourants de la MA Tiré de Greicius et al., 2004, PNAS, 101 :

13 IRMf au repos, réseau du mode par défaut Comparaison entre sujets sains et patients sourants de TCL Tiré de Qi et al., Neuroimage, 2010.

14 Réseaux de connectivité fonctionnelle au repos comme biomarqueurs de la maladie d'alzheimer IRMf au repos, réseau du mode par défaut Comparaison entre sujets jeunes et âgés Diminution de la connectivité antéro-postérieur avec l'âge. Pas de modulation signi cative par PIB+. Modulation signi cative par les capacités cognitives et l'intégrité de la matière blanche. Tiré de Andrews-Hanna et al., Neuron, 2007.

15 IRMf au repos, réseau du mode par défaut Comparaison entre sujets âgés PIB+ et PIB- Intersection entre PIB+ > PIB- et DMN déactivations PIB+ > PIB-. 35 sujets âgés sans démence. Tiré de Sperling et al., Neuron, 2009.

16 Graphes sur le cerveau entier Représentation en graphe et clustering. Tiré de Andrews-Hanna et al., Neuron, 2010.

17 Graphes sur le cerveau entier Subdivision du precuneus en 4 sous-systèmes fonctionnels Comparison of the anatomical and resting-state connectivity in macaques with the resting-state connectivity in humans. From Margulies et al, 2009, PNAS.

18 Graphes sur le cerveau entier Décomposition en réseaux au repos à plusieurs échelles Tiré de Bellec et al., HBM conference 2010.

19 Graphes sur le cerveau entier Flux d'information : corrélations partielles Tiré de Fransson et Marrelec, Neuroimage, 2008.

20 Graphes sur le cerveau entier Comparaison entre distribution des hubs fonctionnels et bêta-amyloïde dans la MA. Tiré de Buckner et al., The journal of neuroscience, 2009.

21 Conclusions-perspectives Conclusions Réseaux au repos (...) ne crois pas que l'âme soit en paix parce que le corps demeure couché. Souvent le repos... est loin d'être de tout repos. Sénèque, Lettres à Lucilius, livre LVI, 60 av JC. Il existe des réseaux de connectivité fonctionnelle distribués au repos, identiables notamment en IRMf, à l'échelle individuelle ou de groupe. Le réseau du mode par défaut en particulier semble jouer un rôle clé dans la MA.

22 Conclusions-perspectives Perspectives Diagnostice précoce. Suivi de l'eet d'une thérapie. Diagnostic diérentiel. Motivation du choix d'une thérapie : compréhension des bases neurales de la réserve cognitive.