Les axones du mal

31. juillet 2009
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Les régions du cerveau qui s'associent pour accomplir des tâches en commun produisent leur potentiel d'action la plupart du temps de manière synchrone. Leurs axes de connexion ne servent pas seulement à l'échange de données mais sont aussi un chemin de propagation d'Alzheimer et Co.

Plusieurs centaines de milliards de chemins avec à chaque fois des milliers de bifurcations et de croisements font la liaison vers les centres de distribution d’informations proches et éloignés. Des données importantes passent ainsi en l’espace de quelques secondes des postes de surveillance dans l’orbite vers les centres de coordination stratégique pour continuer vers les centrales de commandement afin de donner des ordres aux annexes. L’année dernière, DocCheck relatait une tentative de dresser une carte routière du réseau du cerveau. Il y a quelques semaines, la revue spécialisée réputée « Neuron » indiquait que les axes majeurs de transport entre les intersections principales dans le système nerveux central ne servent pas uniquement d’autoroutes de données mais sont aussi utilisées par les commandos de démolition des maladies neurodégénératives.

Cinq maladies – cinq réseaux

Les réseaux dans le cerveau se caractérisent par le fait que les neurones annexes émettent des décharges électriques de manière synchrone, pas seulement en réponse à un stimulus mais aussi à l’état de repos quand elles n’ont « pas de tâches » à accomplir. Les régions du cerveau chez le singe comme chez l’homme, qui sont étroitement reliées les unes aux autres par des voies nerveuses, se laissent contrôler via cette propriété. À l’aide la résonance magnétique fonctionnelle, William Seeley et ses collègues de Stanford en Californie et Michael Greicius de San Francisco nous montrent aujourd’hui qu’Alzheimer, mais aussi d’autres maladies neurodégénératives comme par exemple la variante comportementale de la démence frontotemporale (vcDFT), exercent leur oeuvre destructrice le long de ces réseaux au moins au stade précoce à l’âge d’environ 60 ans.

Dans un article de fond sur son travail, Marsel Mesulam de Chicago décrit certains exemples de tels réseaux. Ce qui est le mieux étudié, c’est le réseau fronto-pariétal de l’attention visuelle sélective qui relie des régions de la zone ophtalmique frontale et du lobe pariétal inférieur et qui dirige des événements dans l’espace et les réactions engendrées. Des signaux parviennent d’un bout à l’autre de l’autoroute via plusieurs chemins différents parce que d’autres régions en dehors de ces deux centres sont également reliées. Grâce à ceci, une réponse flexible à une grande quantité d’informations est également possible.

Les neurologues avaient déjà montré lors d’études précédentes que les dégâts causés par la maladie d’Alzheimer apparaissent le long de tels trajets. Seeley choisit 5 maladies détruisant toujours plus de masse cervicale au cours du temps. Il compara les régions avec une atrophie grandissante avec ses contrôles de patients sains. Des fréquences BOLD synchrones (modifications dans une part d’oxyhémoglobine qui est mesurée avec la résonance magnétique, d’où le terme de Blood-oxygen-level-dependency) à l’état de « sans tâche à effectuer » caractérisaient les régions liées dans ses expériences.

Dans ces études, chacune des maladies examinées traçait un réseau qui était aussi trouvé chez les personnes saines. C’est ainsi qu’Alzheimer par exemple correspond étroitement avec le « Default Mode Network » qui est important lors de la formation de la mémoire épisodique. Mais Seeley découvrit encore plus : non seulement la propagation des maladies correspond avec les routes de l’information dans le cerveau, mais aussi la « densité de population ». Il trouva ainsi des densités en substance grise, c’est-à-dire en corps cellulaires neuraux, très semblables dans les différents réseaux chez ses patients sains. En revanche, il confirma ainsi les indices corroborant la théorie que le déchargement synchrone des neurones stimule la néoformation de synapses dans les régions correspondantes d’un réseau.

Des chemins pour les messagers, virus, prions et poisons

Mais qu’apporte ce résultat ? Des réseaux dans le cerveau ne transportent pas seulement des données mais servent aussi de chemin pour les messagers (comme le facteur de croissance neural NGF), les virus (polio) ou bien encore les toxines (tétanos). Dans le cas aussi des maladies à prions, les dépôts « cheminent » le long de ces routes. On ne sait pas encore très bien si la maladie cherche son point de départ à un « endroit faible » dans le cerveau et continue à s’agripper alors le long de ces cibles légèrement destructibles. Chez les patients atteints d’Alzheimer, les régions notamment avec une forte densité en liaisons nerveuses sont cependant nettement plus sensibles aux dépôts d’amyloïde et ainsi à un non fonctionnement. Il est possible qu’il suffise de couper les liaisons du réseau pour pousser à la dégénérescence les centres de « l’autre côté ». Chacune des maladies examinées avait choisi sa propre « région cible » dans ces études et endommage un autre réseau.

Et l’utilisation pratique dans tout ça ? Celui qui connaît les critères selon lesquels des maladies neurodégénératives cherchent leur point de départ pour commencer à se propager a beaucoup plus de possibilités de les observer au stade précoce. Ce serait alors un premier pas vers une thérapie ciblée et administrée à temps. Les observations de Californie attendent jusqu’à présent une confirmation venant d’autres études. Seeley et Greicius entendent par là des examens prospectifs de volontaires plus jeunes avec des facteurs de risque génétique d’Alzheimer ou de démence frontotemporale. En tout cas, différentes zones du système nerveux central ne sont pas reliées aux voies que pour la transmission d’informations. Malgré les distances notoires, ils forment plutôt souvent une communauté du sort avec des bons et mauvais moments. Les auteurs l’expriment ainsi dans leur article : « Il semblerait que des régions qui se déchargent électriquement ensemble grandissent aussi ensemble ou bien périssent ensemble ».

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