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La vascularisation du cerveau à l’échelle microscopique révélée par les ultrasons

La vascularisation du cerveau à l’échelle microscopique.

La vascularisation du cerveau telle qu'observée grâce à la technique de microscopie par localisation ultrasonore.

Photo : CNRS/INSERM/ESPCI PARIS

Radio-Canada

Une technique de microscopie par localisation ultrasonore mise au point en France ouvre de nouveaux horizons en médecine pour comprendre et diagnostiquer les maladies cérébrovasculaires, comme les AVC ou les anévrismes, et les maladies neurodégénératives, comme l’alzheimer et le parkinson.

Ce sont des scientifiques associés à l'Institut français de la santé et de la recherche médicale (INSERM) qui ont créé cette technique alliant l’échographie ultrarapide à des agents de contraste. Leur méthode permet de révéler la vascularisation du cerveau humain à des échelles jamais atteintes.

Les images obtenues sont spectaculaires, et porteuses de quantité d’informations sur les flux sanguins cérébraux, mais aussi sur leur dynamique, expliquent les chercheurs dans un communiqué publié par l’INSERM.

Vue de la vascularisation cérébrale humaine à une échelle microscopique.

La nouvelle technique d’imagerie par ultrasons permet d'observer la vascularisation cérébrale humaine à une échelle microscopique.

Photo : CNRS/INSERM/ESPCI Paris

Une machine biologique complexe

Le cerveau humain est en quelque sorte le centre de contrôle du corps. Ses vaisseaux sanguins forment un réseau extrêmement complexe, dont le rôle est d’assurer l’alimentation des neurones en oxygène et en nutriments.

Représentation artistique d'un neurone.

Représentation artistique de neurones.

Photo : iStock

Les activités vasculaires et neuronales y sont ainsi étroitement liées, et plusieurs maladies neurologiques sont causées par des dysfonctionnements vasculaires.

L'une des difficultés pour diagnostiquer et soigner efficacement ces maladies est notre connaissance partielle du fonctionnement des petits vaisseaux sanguins, en raison des limitations des méthodes d’imagerie cérébrovasculaire existantes, expliquent les créateurs de la technique dont le détail est détaillé dans la revue Nature Biomedical Engineering (Nouvelle fenêtre) (en anglais).

Par exemple, l’angiographie actuellement utilisée dans les hôpitaux discerne les artères cérébrales jusqu’à quelques dixièmes de millimètres de diamètre, mais est toujours incapable de détecter individuellement les plus petits capillaires dont le diamètre ne mesure que quelques microns (millièmes de millimètre).

L’approche du Pr Charlie Demené et de ses collègues permet de compléter le portait vasculaire cérébral en fournissant les composantes cinématiques des flux sanguins, des grosses artères aux petits capillaires.

Cette nouvelle technologie est non invasive, sans rayons, et n’est pas très coûteuse. De plus, elle est moins encombrante que les méthodes actuelles, et les examens peuvent être réalisés au chevet des patients.

La vidéo qui suit a été produite par le Laboratoire physique pour la médecine (ESPCI Paris-PSL, INSERM, CNRS), et décrit la nouvelle technique d'imagerie.

Une prouesse technique

La technique avait été validée en 2015 sur un modèle animal, mais représentait un défi chez l’humain parce que le signal ultrasonore – et la qualité de l’imagerie – se trouvait perturbé lors de son passage à travers l’os crânien.

Les chercheurs ont réussi à corriger ces perturbations, pour ainsi obtenir une bonne qualité d’image.

Ils ont ainsi pu observer, jusqu’aux plus infimes détails, des flux sanguins dans la zone de l’anévrisme, située au centre du cerveau d’un patient.

Cette première chez l’humain est rendue possible, en quelque sorte, grâce à un alignement de planètes qui permet la mise au point conjointe de plusieurs techniques, affirme Charlie Demené.

Ces nouvelles performances d’imagerie vasculaire permettront de mieux comprendre les liens entre vascularisation du cerveau et maladies cérébrales.

Une citation de :Le professeur Charlie Demené

Selon l’équipe française, cette nouvelle capacité permet ainsi de visualiser et de quantifier des flux sanguins cérébraux, jusqu’ici invisibles directement faute de résolution et de sensibilité suffisantes, et aussi de mieux cerner les liens entre activité vasculaire et activité neuronale.

Elle permettra aussi d’accélérer la qualité et la précocité du diagnostic des maladies cérébrovasculaires et de proposer des thérapies plus efficaces.

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