Une nouvelle étude montre que les traumatismes crâniens affectent l’ensemble du cerveau, et pas seulement le site de la lésion, modifiant la façon dont les régions du cerveau communiquent et s’adaptent aux tâches. Cet aperçu de la plasticité cérébrale ouvre de nouvelles voies pour un traitement et une rééducation ciblés, et des recherches supplémentaires sont prévues pour explorer les changements et les stratégies d’intervention à long terme.
Des chercheurs de l’École de médecine de l’Université Tufts ont développé une nouvelle technologie d’imagerie qui capture l’activité neuronale dans l’ensemble du cerveau au cours des premières semaines de récupération.
Des scientifiques de la faculté de médecine de l’université Tufts ont récemment rapporté dans la revue Cerebral Cortex qu’un traumatisme crânien suffisamment grave pour avoir un impact sur la fonction cérébrale, comme celui résultant d’un accident de voiture ou d’une chute inattendue, peut provoquer des modifications cérébrales qui s’étendent au-delà de la zone d’impact initiale. Grâce à des recherches menées sur un modèle animal de traumatisme crânien, l’équipe a découvert que les deux hémisphères du cerveau collaborent pour créer de nouvelles connexions neuronales, visant à remplacer celles qui ont été endommagées.
« Même les zones éloignées de la blessure se sont comportées différemment immédiatement après », explique la première auteure Samantha Bottom-Tanzer, étudiante en médecine/doctorat en neurosciences à la Faculté de médecine. « La recherche sur les traumatismes crâniens a tendance à se concentrer sur la région touchée, mais cette étude démontre clairement que le cerveau tout entier peut être affecté, et l’imagerie dans les régions distales peut fournir des informations précieuses. »
Bottom-Tanzer et ses collègues sont les premiers à utiliser une technique d’imagerie combinant des capteurs fluorescents d’activité neuronale et des électrodes pour enregistrer combien de parties du cerveau communiquent entre elles après une lésion cérébrale. L’équipe a suivi l’activité neuronale chez la souris jusqu’à 3 semaines après la blessure, pendant les périodes d’exercice et de repos.
Modifications de la fonctionnalité cérébrale
Alors que la connectivité globale neurone à neurone a diminué après une lésion cérébrale, toutes les souris ont pu utiliser une roue d’exercice normalement. Cependant, l’activité des cerveaux blessés pendant les périodes de course et de repos était remarquablement différente de celle des cerveaux sains. Étonnamment, ils n’ont pas présenté de schémas d’ondes cérébrales distincts lorsqu’ils étaient en mouvement ou lorsqu’ils étaient immobiles, ce à quoi les chercheurs se seraient attendus.
« Qu’il s’agisse d’être attentif ou de marcher, le cerveau change d’état en fonction de la tâche que vous effectuez », explique l’auteur principal Chris Dulla, professeur et président par intérim des neurosciences à l’École de médecine. « Après un traumatisme crânien, cette capacité n’est plus aussi robuste, ce qui indique que de tels événements altèrent la façon dont le cerveau change d’état d’une manière que nous ne comprenons pas encore. »
« Ce que nous pouvons voir à partir des données, c’est que le cerveau dispose de nouvelles solutions pour accomplir toutes ces tâches complexes », ajoute-t-il.
Implications cliniques et recherches futures
Cette plasticité a des implications cliniques. Les traumatismes crâniens entraînent souvent des problèmes de santé à long terme et tuent des dizaines de milliers d’Américains chaque année, rapporte les Centers for Disease Control and Prevention. Les chercheurs prédisent que l’imagerie du cerveau d’un patient pendant qu’il effectue diverses activités pourrait mieux déterminer comment une personne pourrait être blessée ou quelles fonctions sont affectées, améliorant ainsi le traitement d’un individu.
«Cette étude souligne la complexité de la façon dont les blessures affectent un cerveau dynamique et en constante évolution», explique Bottom-Tanzer. « La plupart des gens pensent au cerveau dans un seul état, mais nos données indiquent qu’il existe des fluctuations, et cela pourrait offrir des opportunités d’explorer différentes interventions pour la physiothérapie, l’orthophonie, et plus encore. »
À l’avenir, Bottom-Tanzer, Dulla et ses collègues prévoient de rechercher les changements dans l’activité neuronale à la suite d’un traumatisme crânien pendant une période post-récupération encore plus longue. Ils exploreront également comment leur technologie d’imagerie peut être utilisée pour identifier des changements dans l’activité cérébrale qui peuvent se traduire par des types spécifiques de dysfonctionnement ou être en corrélation avec les conséquences à long terme d’une maladie.
L’étude a été financée par l’American Epilepsy Society, le Département américain de la Défense et le National Institute of Neurological Disorders and Stroke.
