Mesurer le cerveau numérique

Avant l'avènement de l'imagerie par résonance magnétique, les formes des circonvolutions cérébrales étaient inaccessibles du vivant des patients, si ce n'est dans le contexte très particulier de la neurochirurgie. Elles n'avaient donc pas suscité un grand intérêt dans le monde médical. Les images anatomiques 3D aujourd'hui réalisées en routine par IRM sur des millions d'individus ont permis de réaliser la variabilité considérable de ces motifs d'un individu à l'autre. Cette variabilité a longtemps été considérée comme une nuisance dans le monde de la cartographie cérébrale fonctionnelle, mais les progrès algorithmiques visant à la quantifier retournent aujourd'hui la situation. Ces motifs qui émergent au cours du développement cérébral procurent des informations sur l'architecture sous-jacente et gardent probablement la trace d'évènements perturbateurs. La première partie de cet exposé décrira un programme de recherche visant à modéliser et quantifier le plissement cortical de manière à l'exploiter pour produire des biomarqueurs.
Mais la mesure du cerveau numérique à partir de l'IRM va bien au-delà de la quantification des formes macroscopiques. L'imagerie de l'agitation moléculaire des molécules d'eau, dite IRM de diffusion, permet d'accéder à l'organisation des fibres qui constituent le cablage du cerveau. On parle désormais de connectome pour évoquer le graphe qui décrit l'ensemble des entités cérébrales élémentaires reliées par des faisceaux de fibres. Le connectome du cerveau humain est en fait méconnu car quasiment inaccessible par dissection. La seconde partie de l'exposé décrira une approche permettant de modéliser l'ensemble des grands faisceaux qui en constituent l'ossature et de quantifier d'éventuelles anomalies de ces faisceaux.