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Une nouvelle technique d’imagerie cérébrale pour exercer son cerveau

Une nouvelle technique d’imagerie cérébrale permet d’observer l’activité de son cerveau en temps réel et d’y contrôler ou d’y adapter les fonctions dans des régions prédéterminées. L’étude menée par l’Institut et hôpital neurologiques de Montréal – le Neuro – de l’Université McGill et du Centre universitaire de santé McGill, que publie NeuroImage, est la première à démontrer les vertus thérapeutiques potentielles de la magnétoencéphalographie (MEG) pour contrôler et exercer des régions cibles du cerveau. Cette technologie de pointe d’imagerie cérébrale a d’importantes applications cliniques pour de nombreuses atteintes neurologiques et neuropsychiatriques.

La MEG est une technologie d’imagerie non effractive qui mesure les champs magnétiques générés par les circuits nerveux dans le cerveau. La MEG capte ces minuscules champs magnétiques avec une précision remarquable et une résolution temporelle incomparable – de l’ordre de la milliseconde à la grandeur du cerveau entier. « Cela signifie que vous pouvez observer l’activité de votre cerveau en temps réel », précise Sylvain Baillet, directeur par intérim du Centre d’imagerie cérébrale au Neuro et chercheur principal de l’étude. « Nous pouvons avoir recours à la MEG pour la rétroaction neurologique, aussi appelée neurofeedback : ce processus permet de voir de l’information physiologique dont on n’a pas conscience; au moment même où elle a lieu, c’est-à-dire l’activité de son cerveau, et d’utiliser cette information pour s’exercer à l’autorégulation. Notre objectif est que des patients arrivent à exercer des régions précises de leur cerveau de manière à traiter leur affection particulière. Par exemple, la rétroaction neurologique pourrait aider les épileptiques à s’exercer à modifier l’activité de leur cerveau afin d’éviter une crise. »

Dans le cadre de cette étude de validation de concept, les participants ont eu neuf séances de MEG et ont utilisé la rétroaction neurologique pour atteindre un objectif spécifique. Ils devaient regarder un disque de couleur sur un écran et trouver leur propre stratégie pour faire passer la couleur du disque de rouge foncé à blanc-jaune vif et maintenir cette couleur vive le plus longtemps possible. Le disque de couleur correspondait à un aspect très précis de l’activité en cours dans leur cerveau : les chercheurs l’avaient configuré ainsi pour que l’expérience accède à des régions prédéfinies du cortex moteur du cerveau des participants. La couleur présentée changeait selon une combinaison prédéfinie d’activité lente et plus rapide du cerveau dans ces régions. Pour les besoins de l’étude, les chercheurs ont combiné des données de MEG et d’IRM, ce qui donne de l’information sur les structures du cerveau; cela s’appelle imagerie par source magnétique (ISM).

« Ce qui est remarquable est qu’à chaque séance de formation, les participants arrivaient à atteindre l’objectif de plus en plus vite, même si nous augmentions la difficulté à chaque séance, à la manière dont on hausse la barre dans une compétition de saut en hauteur. Ces résultats montrent que les participants ont réussi à se servir de la rétroaction neurologique pour modifier le déroulement de l’activité de leur cerveau selon un objectif défini d’avance dans des régions précises de leur cortex moteur, sans qu’aucune partie du corps fasse de mouvement. Cela démontre que l’imagerie par source magnétique peut fournir la rétroaction neurologique en temps réel et propre à une région du cerveau et que l’entraînement par la rétroaction neurologique longitudinale est possible avec cette technique. »

Les résultats de l’étude ouvrent la voie à la MEG comme approche thérapeutique novatrice pour traiter des sujets.  À ce jour, les travaux menés avec des épileptiques sont les plus prometteurs, mais le recours à la MEG offre un grand potentiel dans le cas d’autres syndromes neurologiques et troubles neuropsychiatriques (p. ex. AVC, démence, troubles du mouvement, dépression chronique, etc.). La MEG pourrait révéler la dynamique des activités du cerveau intervenant dans la perception, la cognition et le comportement : elle permet déjà de mieux comprendre les fonctions cérébrales (langage, contrôle de la motricité, perception visuelle et auditive, etc.) et les dysfonctions cérébrales (troubles du mouvement, acouphène, douleur chronique, démence, etc.).

En collaboration avec la P^re Isabelle Perez de l’Université de Montréal, le P^r Baillet et son équipe utilisent cette technique avec des personnes atteintes d’amusie, un trouble qui les empêche de reconnaître la hauteur tonale en musique. L’hypothèse posée est que l’amusie résulte d’une mauvaise connectivité entre le cortex auditif et les régions préfrontales du cerveau. Dans le cadre de l’étude, l’équipe mesure l’intensité de la connectivité fonctionnelle entre ces régions du cerveau chez des sujets amusiques et des sujets-témoins sains d’un âge correspondant. En utilisant la rétroaction neurologique par MEG, l’équipe espère tirer parti de la plasticité du cerveau pour renforcer la connectivité fonctionnelle entre les régions cibles du cerveau. En cas d’amélioration de la discrimination de la hauteur tonale chez les participants, cela confirmera les applications cliniques et réhabilitantes de l’approche. Les mesures de référence ont été effectuées et les séances d’exercice auront lieu cette année.

Les travaux de recherche ont été soutenus par la Bourse Banque Nationale du Neuro, les Fiducies Killam, le Fonds de recherche du Québec – Santé, le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, les Instituts de recherche en santé des États-Unis, la Deutsche Forschungsgemeinschaft (Allemagne), l’Agence Nationale pour la Recherche (France) et une subvention de démarrage du Centre de recherche sur le cerveau, le langage et la musique (Canada).

Le Neuro

L’Institut et hôpital neurologiques Montréal – le Neuro, est un centre médical universitaire unique qui se consacre aux neurosciences. Fondé en 1934 par l’éminent neurochirurgien Wilder Penfield, le Neuro a acquis une renommée internationale pour son intégration de la recherche, de ses soins exceptionnels aux patients et de sa formation spécialisée, essentiels à l’avancement de la science et de la médecine. À la fois institut de recherche et d’enseignement de l’Université McGill, le Neuro constitue l’assise de la mission en neurosciences du Centre universitaire de santé McGill.  Les chercheurs du Neuro sont des chefs de file reconnus mondialement pour leur expertise en neurosciences cellulaire et moléculaire, en imagerie du cerveau, en neurosciences cognitives, ainsi que dans l’étude et le traitement de l’épilepsie, de la sclérose en plaques et de troubles neuromusculaires. Pour tout renseignement, veuillez consulter leneuro.com.