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Les enjeux de la recherche sur le cerveau humain sont considérables. Ne serait-ce qu'en termes de santé, les attentes sont nombreuses. Une fraction croissante de la population des pays développés est touchée chaque année par des affections neurologiques (sclérose en plaques, épilepsie, ischémie cérébrale, accidents vasculaires cérébraux…), neurodégénératives (Parkinson, Alzheimer…) ou psychiatriques (schizophrénie).
Améliorer le diagnostic, le traitement et la rééducation de ces patients passe par une meilleure compréhension des dysfonctionnements cérébraux à l’origine de ces maladies.
  NeuroSpin est un centre de neuro-imagerie cérébrale par Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) en champ intense. Il a été inauguré le 24 novembre 2006 au CEA1 de Saclay (91).
Alors que les appareils de RMN, aussi appelé IRM - Imagerie par Résonance Magnétique, utilisés en médecine atteignent actuellement une puissance de 1,5 T 2, Neurospin est équipé de deux aimants de 3 et 7 T. En effet, plus le champ magnétique est élevé, plus la sensibilité, et donc la résolution spatio-temporelle qui peut être atteinte, est grande. À terme, les équipes de NeuroSpin prévoient la conception et la réalisation d’un aimant d’une puissance à ce jour inégalée dans le monde : 11,7 T !
La résolution spatiale, actuellement de quelques millimètres (soit des "paquets" de plusieurs milliers de neurones), pourra être abaissée à quelques centaines de micromètres grâce à NeuroSpin.
La résolution temporelle est aujourd'hui voisine de la seconde. Elle est donc trop grossière pour être représentative des processus physiologiques ; avec Neurospin, elle sera de quelques centaines de millisecondes, ce qui permettra de suivre l’activité cérébrale quasiment en temps réel.
Une autre technique d'imagerie, la Tomographie par Émission de Positons (TEP) est aujourd'hui largement utilisée pour l'étude de différentes pathologies, en particulier les cancers.
Elle consiste à administrer par voie intraveineuse une molécule marquée avec un isotope radioactif (un radioélément). Les isotopes utilisés sont par exemple le carbone 11, l’oxygène 15, l’azote 13 ou encore le fluor 18. Le 18 fluoro-deoxy-glucose est l’une de ces molécules marquées. Il s’agit d’un analogue du glucose, non dégradable, dont une fonction hydroxyle OH— est remplacée par un atome de fluor 18 radioactif. Ces molécules marquées sont appelées des radiotraceurs (ou traceurs radioactifs). Ils présentent les mêmes propriétés physico-chimiques que leurs homologues non radioactifs, mais ils possèdent la particularité d'émettre un rayonnement : les positons (rayonnements bêta plus). Ils servent donc de "balise" pour suivre, à l'aide d'outils de détection appropriés (une caméra TEP), le cheminement d'une molécule dans l'organisme. Les valeurs ainsi recueillies sont ensuite analysées et transformées à l'aide d'un modèle mathématique afin de permettre la reconstruction à l'écran d'une image représentant la position du radiotraceur dans l'organisme. Par exemple, le 18 fluoro-deoxy-glucose s’accumule dans les cellules qui consomment le plus de glucose, en particulier les cellules cancéreuses.
Les images TEP donnent des informations fonctionnelles, mais sont peu précises au point de vue anatomique. Une des dernières avancées technologiques consiste à associer une caméra TEP à un appareil fournissant des images anatomiques très précises, par exemple un tomodensitomètre : le PET-scan est né !
1 Centre d'Études Atomiques
2 Le Tesla est l’unité de champ magnétique. Le champ magnétique terrestre à Paris est de 0,00005 T soit 50 mT, celui d’une télévision 0,1 mT, celui d’une perceuse 3 mT et un portique antivol à l’entrée d’un magasin 18,6 mT
Sources :
Dossiers de presse du CEA : http://www-dsv.cea.fr/toute-l-actualite/dossiers-de-presse/
Numéro spécial Pour la Science n°338 – décembre 2005
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