UNIVERSITE DE NANTES FACULTE DE MEDECINE MASTER I SCIENCES BIOLOGIQUES ET MEDICALES UNITE D’ENSEIGNEMENT OPTIONNEL MEMOIRE REALISE dans le cadre du CERTIFICAT d’ANATOMIE, D’IMAGERIE et de MORPHOGENESE 2012-2013 UNIVERSITE DE NANTES Vascularisation de l’hippocampe et sa clinique Par SCHANUS Jérémy LABORATOIRE D’ANATOMIE DE LA FACULTE DE MEDECINE DE NANTES Président du jury : Pr. R. ROBERT Vice-Président : Pr. J.M. ROGEZ Enseignants : · Pr. O. ARMSTRONG · Pr. O. BARON · Pr. G. BERRUT · Pr. H. DESAL · Pr. B. DUPAS · Dr. F. ESPITALIER · Dr. E. FRAMPAS · Pr. A. HAMEL · Dr. O. HAMEL · Dr. M.D. LECLAIR · Pr. P.A. LEHUR · Dr. G. MEURETTE · Pr. J.M. SERFATY Laboratoire : S. LAGIER et Y. BLIN - Collaboration Technique UNIVERSITE DE NANTES FACULTE DE MEDECINE MASTER I SCIENCES BIOLOGIQUES ET MEDICALES UNITE D’ENSEIGNEMENT OPTIONNEL MEMOIRE REALISE dans le cadre du CERTIFICAT d’ANATOMIE, D’IMAGERIE et de MORPHOGENESE 2012-2013 UNIVERSITE DE NANTES Vascularisation de l’hippocampe et sa clinique Par SCHANUS Jérémy LABORATOIRE D’ANATOMIE DE LA FACULTE DE MEDECINE DE NANTES Président du jury : Pr. R. ROBERT Vice-Président : Pr. J.M. ROGEZ Enseignants : · Pr. O. ARMSTRONG · Pr. O. BARON · Pr. G. BERRUT · Pr. H. DESAL · Pr. B. DUPAS · Dr. F. ESPITALIER · Dr. E. FRAMPAS · Pr. A. HAMEL · Dr. O. HAMEL · Dr. M.D. LECLAIR · Pr. P.A. LEHUR · Dr. G. MEURETTE · Pr. J.M. SERFATY Laboratoire : S. LAGIER et Y. BLIN - Collaboration Technique Page 2 sur 42 Remerciements Aux Professeur Robert et au Professeur Hamel Pour m’avoir permis de travailler sur ce sujet passionnant. Au professeur Desal Pour son aide et surtout pour l’intérêt qu’il a porté sur mon sujet A monsieur Blin et monsieur Lagier Pour leurs conseils, leur aide et surtout pour leur humour Aux étudiants du master Qui ont su me soutenir A ma famille Qui a su me procurer soutien et idées Et surtout à tous ces anonymes Donnant leur corps à la science Page 3 sur 42 Le passé ne survit que sous deux formes distinctes Dans des mécanismes moteurs Dans des souvenirs indépendants En poussant jusqu’au bout cette distinction fondamentale, on pourrait se représenter deux mémoires théoriquement indépendantes Bergson [1] Page 4 sur 42 Plan 1) Introduction 6 2) Rappels anatomiques 7 7 8 9 10 12 A. Embryologie B. Anatomie α Partie intraventriculaire β Partie extra ventriculaire C. Structure 3) Matériels et méthodes 14 A. Matériels a Sujets b Instruments B. Méthodes 14 14 14 15 4) Résultats 17 A. Concernant la vascularisation artérielle de l’hippocampe B. Concernant la vascularisation veineuse de l’hippocampe 17 19 5) Discussion 31 A. B. C. D. 31 32 34 37 Variations anatomiques Relations Corrélation avec l’imagerie Corrélation avec la clinique 6) Conclusion 40 7) Bibliographie 41 Page 5 sur 42 1) Introduction La première description de l’hippocampe remonte en 1587 par une description ARANTIUS qui comparait cette protrusion dans la corne temporale du ventricule à un hippocampe ou à un ver à soie. En 1729, J.G Duvernoy employa l’expression de corne de bélier pour désigner l’hippocampe. Cette expression devint par la suite la corne d’Ammon (qui est une des deux lames composant l’hippocampe) en hommage au dieu de la mythologie égyptienne Ammon, le dieu bélier. Le lobe limbique auquel appartient l’hippocampe a été décrit pour la première fois en 1878 par BROCA. Ce dernier divisa ce lobe en deux gyri, le gyrus limbique et le gyrus intralimbique auquel appartient l’hippocampe. [2] Ce n’est qu’en 1970 que mac Lean inclut l’hippocampe dans le lobe limbique. Le lobe limbique n’est plus seulement constitué des éléments décrits par BROCA mais comprend aussi des entités éloignées telles que l’hypothalamus, les noyaux septaux et l’habenula. Les rôles de l’hippocampe, qui ont fait l’objet de nombreuses études, sont multiples notamment dans la mémoire, mais aussi dans les émotions et dans le contrôle de l’hypothalamus. La vascularisation de l’hippocampe qui est assurée principalement par l’artère cérébrale postérieure mais aussi parfois par l’artère choroïdienne antérieure peut parfois être altérée, laissant des tableaux cliniques d’amnésie hippocampique. [3] Cette étude a pour ambition de faire le point sur les connaissances actuelles concernant l’hippocampe et sa vascularisation et de les corréler d’une part avec les différents outils d’imagerie et d’autre part avec la clinique. Page 6 sur 42 2 ) Rappels anatomiques A) Embryologie [4] Au cours de l’embryogenèse de l’hippocampe, les deux lames, le gyrus dentatus et la corne d’Ammon, sont continues. Par la suite, celles-ci vont se séparer. La corne d’Ammon primitive va basculer vers l’extérieur du diencéphale, c’est à dire dans le sens contraire aux autres structures anatomiques. Sillon hippocampique Dès lors, le sillon hippocampique apparaît à la surface corticale. Le gyrus dentatus devient concave sous l’induction de la corne d’Ammon, se détache de celleci et va s’enrouler autour de CA4 (la partie terminale de la corne). Corne d’Ammon primitive Gyrus dentatus primitif [Figure 1] Schéma embryologique De l’hippocampe Page 7 sur 42 B) Anatomie L’hippocampe forme une arche autour du mésencéphale d’environ 4,5 cm comportant une extrémité antérieure élargie, la tête, et une extrémité postérieure allongée, la queue. L’hippocampe peut être divisé en trois parties : - Tête orientée transversalement Corps orienté sagittalement Queue orientée transversalement Aucune différence macroscopique importante n’a été observée entre la droite et la gauche ou entre les hippocampes des Hommes et des Femmes. [Figure 2] : vue supérieure de l’hippocampe, d’après NETTER [3] Avant Droite Corps calleux Tête Corps Fimbria Margo denticulatus Queue Fornix Page 8 sur 42 α ) Partie intra ventriculaire Photo [2] - Tête [photo 1] [4] Il s’agit de la section antérieure de l’hippocampe. Elle comprend entre trois et quatre digitations séparées par des sillons RETZIUS. Ces digitations sont recouvertes d’une couche plus ou moins épaisse, l’alveus, dirigé vers la fimbria ou le subiculum, prolongé en arrière par le taenia de la fimbria puis par la fimbria proprement dite. La tête de l’hippocampe n’est pas recouverte de plexus choroïde, il est par conséquent possible de l’observer dans une vue intra ventriculaire. En avant de l'hippocampe, la cavité ventriculaire est souvent prolongée dans la partie profonde de l’uncus, par le récessus de l’uncus. [6] - Corps Le corps est le segment de l’hippocampe qui prolonge en arrière la tête. Ce dernier présente une grande convexité latérale. Le corps est limité : - médialement par la fimbria puis par le subiculum. latéralement par l'éminence collatérale de la corne temporale, marquant la saillie intra ventriculaire de cortex adjacent. en haut par le toit de la corne temporale surplombant la partie intra ventriculaire du corps. caudalement par le subiculum. Contrairement à la tête, le corps est masqué par les volumineux plexus choroïdes. - Queue La partie intraventriculaire de la queue est un renflement orienté transversalement. La surface de la queue est de même que le corps recouvert par l’alveus La queue est limitée : - médialement par la fimbria latéralement par le trigone collatéral. La surface plane du trigone collatéral et la partie intra-ventriculaire de la queue forment le plancher de l'atrium. En arrière, la convexité de l'hippocampe atteint une saillie notable, le calcar avis. Les plexus choroïdes sont également visibles et volumineux. Page 9 sur 42 β) Partie extraventriculaire Photo [3], [4] - Tête L’uncus ou le segment antérieur du gyrus parahippocampique se courbe en arrière pour se reposer sur le gyrus parahippocampique. Il est séparé de ce dernier par le sillon de l’uncus. Il est divisé en un segment antérieur et un postérieur, ce dernier appartenant à l'hippocampe : · Segment antérieur Deux giri sont discernables séparés par le sillon semi-lunaire · - Le gyrus ambiens - Le gyrus semi-lunaire, séparé de la substance perforée antérieure par le sillon entorhinal. Segment postérieur Ce segment est séparé du gyrus parahippocampique par le sillon de l’uncus. Il a une surface inférieure, cachée dans le sillon de l’uncus, et une surface interne, exposée sur la face médiale du lobe temporal. Une partie du gyrus dentatus est visible, il s’agit de la bande de Giacomini. (NB : le terme margo denticulatus est réservé au segment visible du gyrus dentatus, à la fois dans le corps et dans la tête de l'hippocampe). Les digitations externes à la bande de giacomini, sous forme de deux ou trois petits lobules convexes séparés par des sillons sagittaux. La surface médiale du lobe temporal est divisée en segment terminal de la bande de giacomini, la face médiale de l'apex uncus, et le gyrus unciforme. Le segment terminal de la bande de giacomini apparaît sur la lèvre dessus du sillon uncus, elle suit un parcours vertical sur la face médiale de l'uncus. Le gyrus unciforme, antérieur à la bande de giacomini, rejoint le gyrus ambiens. [7] Page 10 sur 42 - Corps Il est limité au gyrus dentatus, la fimbria et au sillon superficiel de l’hippocampe. La partie superficielle du gyrus dentatus est margo denticulatus, composée de saillies arrondies, qui forment les dents. Il y a environ 15 dents diminuant en taille crânialement et caudalement.[8] De nombreux vaisseaux pénètrent les sillons entre les dents. Les dents de la denticulatus margo sont des manifestations de surface de pliage générale dans le gyrus dentatus La fimbria est une étroite bande blanche qui cache plus ou moins margo denticulatus. Un sillon profond fimbriodenté sépare ces deux structures. Margo denticulatus est bordé inférieurement par le sillon superficiel de l’hippocampe qui la sépare du subiculum. - Queue La partie de la queue extra ventriculaire hippocampique peut être divisée en un segment initial, un segment moyen, et un segment d'extrémité inférieure. 1) Le segment initial de la queue est semblable au corps. Margo denticulatus est partiellement, caché par la fimbria, est séparé du subiculum par le sillon superficiel de l’hippocampe. 2) Au milieu, deux modifications apparaissent : - margo denticulatus devient lisse et forme la faciola cinerea, prolongeant margo denticulatus [9] la fimbria rejoint la croix du fornix. Le sillon fimbriodenté s'élargit progressivement, laissant apparaitre le gyrus fasciolaris, 3) Le segment terminal de la queue de l’hippocampe porte le nom de gyrus subsplenial), terme parfois appliqué à la queue entière [10] Page 11 sur 42 C) Structure L’hippocampe est localisé au niveau de la cinquième circonvolution temporale, également appelée circonvolution de l’hippocampe ou circonvolution à crochet. L’hippocampe constitue la partie postéro-inférieure du grand lobe limbique de Broca (la partie antéro-inférieure formée par le lobe olfactif et l’arc supérieur formé par le gyrus cingulaire ou le gyrus du corps calleux). [2] L’hippocampe se prolonge par le subiculum, également appelé lit de l’hippocampe. L’hippocampe est bordé : - latéralement et crânialement par la corne temporale du ventricule latéral - médialement par la fimbria puis par l’aile de la citerne ambiante - caudalement par le gyrus parahippocampique. [Figure 2] : coupe transversale de l’hippocampe Haut Fimbria Latéral CA2 CA3 Margo denticulatus CA4 Subiculum CA1 Page 12 sur 42 On peut séparer l’hippocampe en deux parties distinctes : § corne d’Ammon § Gyrus dentatus La corne d’Ammon est une structure allocorticale composée de 6 couches cellulaires. Sur une coupe frontale, on distingue quatre champs nommés CA1 à CA4. [11] - CA1 ou secteur de SOMMER est le secteur qui prolonge le subiculum. C’est le secteur sensible à l’hypoxie. - CA2 dont l’existence est encore discutée, est beaucoup plus petit. C’est un secteur beaucoup plus résistant. - CA3 ou secteur de SPIELMEYER, correspond au genou de la corne d’Ammon. C’est le secteur le plus résistant à l’anoxie. - CA4 ou secteur de BRATZ, est dans la concavité du gyrus dentatus, ce qui le distingue de CA3. C’est une partie qui n’est que peu sensible à l’anoxie Gyrus dentatus (ou ancien corps godronné) Ce gyrus est séparé de la corne d’Ammon par le sillon de l’hippocampe. Le gyrus dentatus est donc une lame concave entourée par la corne d’Ammon. Cependant des parties du gyrus sont visibles : - au niveau de l’uncus et porte le nom de bandelette de giacomini - sur la surface médiale du lobe temporale et porte le nom de margo denticulatus. - au niveau de la queue et devient la fasciola cinerea Page 13 sur 42 3) Matériels et méthodes A) Matériels a Sujets 3 sujets féminins d’une moyenne d’âge de 80 ans ont été utilisés Sujet 1 : tête formolée Etude anatomique de l’hippocampe Sujet 2 : corps frais Etude de la vascularisation de l’hippocampe après injection au latex néoprène Sujet 3 : corps frais Injection à l’encre de chine-gélatine pour la réalisation de coupe b Instruments Concernant prélèvement et l’injection - Gants en latex Billot Scie manuelle Seringue Latex + acide acétique Gélatine + encre de chine Sceau Formol Concernant les dissections - Gants en latex - Instruments microchirurgicaux - Lunettes de microchirurgie - Portes lames - Pince à dissection - Pince à clamper - Ciseaux à bouts recourbés Page 14 sur 42 B) Méthodes Sujet 1 : La première dissection consista à étudier les repères anatomiques de l’hippocampe. L’encéphale fut extrait de la boite crânienne après avoir enlevé à l’aide d’une scie à plâtre les os du crâne et avoir ôté les moyens d’attaches de l’encéphale à la boîte, c'est-à-dire la tente du cervelet ainsi que la faux du cerveau, le chiasma optique, et les artères carotides internes dans leur portion cérébrale. Il fut ensuite coupé en 2, - l’hémi-encéphale droit a été disséqué en vu d’étudier l’anatomie de l’hippocampe dans sa partie intraventriculaire. Une coupe axiale passant par l’adhérence interthalamique a été réalisé. La photo [2] provient de cette pièce - L’hémi-encéphale gauche a été disséqué en vu d’étudier les rapports anatomiques de la partie extraventriculaire. Les pédoncules cérébraux ont été coupés permettant d’ôter le tronc cérébral du reste de l’encéphale. Une partie de la substance corticale constituant le thalamus a été dégagé de la cinquième circonvolution temporale sous jacente mettant en relief cette dernière. Les photos [3] et [4] proviennent de cette pièce Sujet 2 : La seconde dissection consista en l’étude des vaisseaux de l’hippocampe. Après avoir injecté sélectivement les carotides internes et prélevé la tête, celle-ci fut placée dans du formol à haute concentration pendant une période de deux mois pour permettre au cerveau de durcir. Après cette période l’encéphale a comme pour le sujet 1 été ôté du crâne pour être coupé en 2 - L’hémi encéphale droit a été disséqué en vu d’étudier la vascularisation de l’uncus et les branches de l’artère choroïdienne antérieure. Une coupe axiale passant par l’adhérence inter thalamique a été réalisé puis la pièce a été travaillée de manière a mettre en valeur les vaisseaux. Les photos [5] et [6] et [7] proviennent de cette pièce - L’hémi encéphale gauche a été disséqué en vue d’étudier la vascularisation de l’hippocampe provenant des artères cérébrales postérieure. Une coupe axiale passant par le corps calleux a été réalisé puis la substance cérébrale a été retirée progressivement à partir d’instruments microchirurgicaux. Lorsque la citerne ambiante fut visible le tronc cérébral a été ôté en prenant soin de décoller les vaisseaux adhérant au tronc. Les photos [8] et [9] et [10] [11] et [12] proviennent de cette pièce Page 15 sur 42 Sujet 3 : L’objectif de cette dissection était d’étudier la vascularisation intrahippocampique. Sur cette dissection, la tête a été injectée avec une solution de gélatine - encre de chine, de façon non sélective. La tête a ensuite été prélevée et congelée pendant deux semaines. La tête a par la suite été découpée à l’aide d’une scie électrique. L’objectif initial de cette dissection était d’obtenir des résultats similaires à ceux de SALAMON [12], en modifiant son protocole afin d’obtenir plus rapidement. En effet d ans les travaux de SALAMON, les pièces étaient formolées et non congelé, avant d’être découpé par un macrotome. Les résultats de cette dissection n’étant pas probant, aucune photo de cette pièce n’apparaitra dans les résultats. [Photo 1] Coupe axiale d’un encéphale congelé et injecté à l’encre de chine Médial Avant Plexus choroïde Page 16 sur 42 4) Résultats Photo [5], [6], [7], [8], [9], [10},[11], [12 ] A) Vascularisation artérielle de l’hippocampe [3][16] La vascularisation artérielle de l’hippocampe dépend de deux troncs artériels : - l’artère cérébrale postérieure - l’artère choroïdienne antérieure De ces deux troncs l’hippocampe proprement dit - artériels vont naître trois artères vascularisant artère hippocampique antérieure artère hippocampique moyenne artère hippocampique postérieure. · Les artères hippocampiques antérieure et moyenne proviennent soit du tronc de l’Artère Cérébrale Postérieure, soit des branches des artères temporales inférieures. · le tronc postérieur peut provenir soit de l’artère spléniale (branche de l’Artère Cérébrale Postérieure) soit du tronc de l’artère cérébrale postérieure. L’artère cérébrale postérieure est habituellement le long du gyrus parahippocampique dans la citerne ambiante, mais il peut recouvrir le subiculum par des boucles occasionnelles dans l’aile de la citerne. Ses branches sont les artères temporales inférieures habituellement antérieure, moyenne et postérieure, l’artère choroïdienne postéro latérale et l’artère spléniale. [3] L’Artère Choroïdienne Antérieure est une branche de la Carotide interne. Dans son trajet, l’Artère Choroïdienne antérieure donne naissance à une branche de l’uncus, suivant la partie médiale de l’uncus et disparait dans le sillon de l’uncus. [13] La contribution de l’artère est très variable mais peut être prépondérant dans certains cas. [14] Page 17 sur 42 Les artères hippocampiques peuvent être divisées en 2 groupes en rapport avec leur territoire : - Les artères hipocampiques moyennes et postérieures vascularisent le corps et la queue. Les artères hippocampiquesantérieures vascularisent la tête et l’uncus. Artères moyennes et postérieures L’artère hippocampique moyenne (la plus large) et postérieure ont un trajet droit ou légèrement incurvé à la surface du subiculum couvrant cette partie par des petites branches. Le long de leur segment terminal, les artères hippocampiques donnent de nombreuses branches divisées en des branches petites et larges. - Les branches larges pénètrent directement dans l’hippocampe dans le sillon profond. Les artères courtes pénètrent dans la surface entière du gyrus dentatus. Certaines artères courtes pénètrent l’hippocampe dans le sillon fimbriodenté. Artères hippocampiques antérieures L’artère hippocampique antérieure contribue à l’important complexe hippocampo parahippocampique, de mêmes que les ramifications de l’artère temporale antéro inférieure. [15] Ce complexe en relation avec l’apex de l’uncus est en partie caché par le tronc de l’artère cérébrale postérieure et de la veine basale sur une vue médiale. L’artère hippocampique antérieure provient habituellement de l’artère temporale antéro inférieure [17]. Elle disparait dans le sillon de l’uncus et réapparait souvent à la surface du lobe piriforme participant à la vascularisation du cortex entorhinal sous jacent. Dans son trajet caché dans le sillon de l’uncus, elle donne naissance à des branches pénétrant le sillon longitudinal entre les digitations externes et vascularise la tête de l’hippocampe. La branche de l’uncus de l’Artère Choroïdienne Antérieure est fréquemment anastomosée avec l’artère hippocampique antérieure dans le sillon de l’uncus. Page 18 sur 42 B) Vascularisation veineuse de l’hippocampe [16] Les veines de l’hippocampe se drainent la veine basale. Dans son premier segment antérieur, elle draine la veine temporale inférieure (veine de la corne temporale). Durant son trajet, la veine basale est en contact avec la surface médiale de l’uncus et cache le sillon de l’uncus avec l’Artère Cérébrale Postérieure. Son second segment latéro-dorsal recouvre la surface cérébrale latérale pour se drainer dans la grande veine de Galien. Dans ce segment, la veine basale est à côté de l’Artère Cérébrale Postérieure et draine l’hippocampe Les veines superficielles de l’hippocampe ont un trajet plus simple et plus typique que les artères. Elles forment deux arches veineuses superficielles recouvrant le sillon fimbriodenté et hippocampique superficiel. [18] En rapport avec leur position elles peuvent être appelées : - arche veineuse du sillon fimbriodenté qui est souvent masquée par la fimbria. Cette arcade continue reçoit les veines subépendymaire intra hippocampique en angle droit. - arche veineuse du sillon hippocampique superficiel qui est souvent discontinue. Elle draine veine du sillon intrahippocampique émergeant du sillon hippocampique. Ces deus arches se rejoignent à leur extrémité antérieure et postérieure. L’extrémité antérieure de ces deux arches se déverse dans la veine ventriculaire inférieure et l’extrémité postérieure rejoint la veine atriale médiale. Ces deux veines sont tributaires de la veine basale de GALIEN : la veine ventriculaire inférieure (veine de la corne temporale) rejoint la veine basale vers l’apex de l’uncus et la veine atriale médiale rejoint la veine basale au niveau du trigone subcalleux. Page 19 sur 42 [Photo 2] Eminence collatérale Subiculum Margo denticulatus Corps du fornix Corne occipitale Avant Droite Page 20 sur 42 Photo [3] Haut Avant Gyrus semilunaire Gyrus parahippocampique postérieur Sillon de l’uncus Gyrus ambiens Gyrus parahippocampique antérieur Page 21 sur 42 Photo [4] Haut Avant Fimbria Fasciola cinerea Bande de giacomini Margo denticulatus Sillon de l’uncus Page 22 sur 42 [Photo 5] Latéral Arrière Artère choroïdienne antérieure Branche de l’uncus de l’artère choroïdienne antérieure Artère cérébrale postérieure Page 23 sur 42 [Photo 6] haut Arrière Artère choroïdienne antérieure Artère carotide interne Artère temporale inférieure Artère cérébrale postérieure Page 24 sur 42 [Photo 7] Haut Arrière Artère choroïdienne antérieure Artère hippocampique antérieure Artère temporale inférieure Page 25 sur 42 [Photo 8] Latéral Avant Plexus choroïde Artère choroïdienne postéro latérale Artère cérébrale postérieure Artère carotide interne Artère choroïdienne antérieure Veine basale de rosenthal Page 26 sur 42 [Photo 9] Haut Avant Veine basale Anastomose artério veineuse Artère temporale inférieure Artère cérébrale postérieure Artère carotide interne Page 27 sur 42 [Photo 10] Arrière Latéral Veine atriale médiale Segment longitudinal terminal des artères hippocampiques Artère hippocampique postérieure Artère choroïdienne postéro latérale Page 28 sur 42 [Photo 11] Latéral Avant Artère hippocampique moyenne Artère hippocampique antérieure Veine basale médiale Page 29 sur 42 [Photo 12] Arrière Latéral Veine atriale médiale Artère hippocampique postérieure Artère hippocampique moyenne Artère choroïdienne postéro latérale Page 30 sur 42 5) Discussion A) Variations anatomiques Les variations anatomiques de la vascularisation de l’hippocampe sont très nombreuses notamment concernant leur origine. D’après les travaux de Lang en 1981, de Marinkovic en 1992 puis enfin ceux de Erdem en 1993, on peut les répartir en quatre groupes. Groupe proportion Caractéristiques Groupe A 57% L’origine des artères hippocampiques est mixte : elles proviennent à la fois des artères temporales inférieures et du tronc de l’artère cérébrale postérieure. Une origine des artères choroïdiennes antérieures et postéro latérale peuvent être incluses dans ce groupe Groupe B 27% Les artères hippocampiques viennent seulement des artères temporales inférieures Groupe C 10% Les artères hippocampiques viennent seulement des artères temporales antéro inférieures Groupe D 3% Le tronc de l’artère cérébrale postérieure est la principale source de vascularisation Groupe E 3% La vascularisation de l’hippocampe provient seulement de l’artère choroïdienne antérieure Concernant nos travaux, la vascularisation est assurée par : · l’artère choroïdienne antérieure provenant de l’artère carotide interne participant à la vascularisation de l’uncus de l’hippocampe · l’artère cérébrale postérieure donnant directement ou indirectement les artères hippocampiques antérieure, moyenne et postérieure. Les artères moyennes et postérieures vascularisent le subiculum ainsi que le corps et la queue de l’hippocampe. L’artère hippocampique antérieure vascularise la tête et l’uncus avec l’artère choroïdienne antérieure. Cette répartition correspond au groupe le plus fréquent, c'est-à-dire le groupe A. La place de l’artère choroïdienne antérieure dans la vascularisation hippocampique est très variable et le plus souvent minoritaire. Page 31 sur 42 B) Relations Les premiers travaux concernant les circuits hippocampiques remontent en 1990 par Amaral et Insausti [19] puis par Mac Léon en 1992. Ces derniers ont décrit deux voies différentes en fonction du parcours des différentes fibres intrahippocampique : - la voie poly synaptique la voie directe. Voie poly synaptique Elle est composée d'une longue chaîne neuronale constituée de la zone entorhinale, le gyrus dentatus, CA3, CA1 et le subiculum. Elle perfore le subiculum pour atteindre le gyrus dentatus. - Voie de sortie L’efflux rejoint le cortex en passant par l’alveus, la fimbria, la croix et le corps du fornix et les colonnes du fornix. L’influx nerveux atteint le noyau antérieur du thalamus soit directement, soit par le corps mamillaire. [20] Du thalamus, l’efflux atteint le cortex cingulaire postérieur et le cortex rétrosplénial. Certaines projections vont jusque dans le cortex cingulaire antérieur. - Voie d’entrée Ces fibres proviennent d'une grande surface corticale comprenant le cortex pariétal postérieur associatif, le cortex temporal et occipital. Voie directe intra hippocampique La voie directe est désignée ainsi, car les fibres atteignent CA1 directement sans passer par la chaîne poly synaptique. Les neurones de CA1 se projettent sur le subiculum puis au niveau des couches profondes de l’aire entorhinale. - Voie d’entrée L'entrée principale est le cortex associatif temporal inférieur, qui atteint la zone entorhinale. Des fibres en provenance du cortex périrhinal adjacent atteignent également l’aire entorhinale - Voie de sortie Les fibres sortantes peuvent atteindre le cortex associatif temporal inférieur, le pôle temporal et le cortex préfrontal. Page 32 sur 42 Haut Schéma représentant les connections corticales de ces voies Arrière Cortex associatif pariétal postérieur Gyrus para hippocampiqu e Cortex préfrontal Aire entorhinale Pôle temporal Cortex associatif temporal inférieur ggggggggggg La voie polysynaptique est représentée en rouge La voie directe en bleu Schéma d’une coupe transversale d’un hippocampe d’après WILLIAMS Haut Médial Fimbria CA1 Margo denticulatus Subiculum Aire périrhinale Aire entorhinale hhhhhhhhhhhh La voie polysynaptique est représentée en rouge La voie directe en bleu Page 33 sur 42 En conclusion, le système polysynaptique, le plus ancien, est principalement impliqué dans la mémoire épisodique et spatiale, tandis que la voie directe, majoritaire chez l'homme, est principalement impliquée dans la mémoire sémantique. Dans les deux voies, l’aire entorhinale, seule voie d’entrée de l'hippocampe, a un rôle crucial. Il existe plusieurs voies de sorties mais la plus importante chez l’homme reste le subiculum. C) Corrélation à l’imagerie Il existe différents outils pour étudier la vascularisation cérébrale. En matière de vascularisation cérébrale, l’examen de référence reste l’angiographie tridimensionnelle. Les IRM sont performantes pour déterminer les structures anatomiques néanmoins leur résolution pour les structures vasculaires n’est pas élevée. A partir d’images obtenues en travaillant sur des angiographies en acquisition 3D du service de neuroradiologie de l’hôpital Laennec ainsi que sur des images de fusions entre des IRM pondérés T1 et des angiographies en acquisition 3D fournis par le professeur Desal, j’ai cherché à corréler l’anatomie à la clinique. Les images sont obtenues à partir d’angiographies en acquisition 3D en reconstruction MIP avec un contraste élevé (20mm). [Cliché 1] Angiographie acquisition 3D en reconstruciton MIP Avant Droite Artère choroïdienne antérieure Artère cérébrale postérieure Page 34 sur 42 [Cliché 2] : Angiographie acquisition 3D en reconstruciton MIP Avant Droite Artère choroïdienne antérieure Artère cérébrale postérieure En fusionnant une angiographie (acquisition 3D en reconstruciton MIP) à une IRM de pondérant T1, on obtient des images associant la résolution parenchymateuse de l’IRM à la résolution vasculaire de l’angiographie [Cliché 3] Image axiale de fusion entre une IRM pondéré T1 et une angiographie d’acquisition 3D Artère cérébrale postérieure Page 35 sur 42 [Cliché 4] Image axiale de fusion entre une IRM pondéré T1 et une angiographie d’acquisition 3D Artère cérébrale postérieure Artère choroïdienne antérieure [Cliché 5] Image axiale de fusion entre une IRM pondéré T1 et une angiographie d’acquisition 3D Artère choroïdienne antérieure Artère cérébrale postérieure Page 36 sur 42 D) Corrélation avec la clinique Syndrome amnésique temporal [21] [22] Les parties médianes des lobes temporaux sont sensibles à beaucoup d’agressions cérébrales parmi lesquelles : - ischémie anoxie anomalie métabolique crise d’épilepsie infection virale maladie démentielle. Nous savons également depuis longtemps que des troubles de la mémoire sont une conséquence majeure de dommages affectant cette région du cerveau (Sommer 1888, Uchimura 1928). Une des premières études d’amnésie consécutive à une atteinte du lobe temporale est celui de Kohnstamm (1927), qui a décrit un syndrome amnésique chez un soldat qui avait souffert d’un empoisonnement au monoxyde de carbone, mais pour la plupart des scientifiques et des cliniciens, cette association est connue grâce aux caractéristiques avec le cas : H.M En 1953, H.M âgé de 23 ans a été opéré par le neurochirurgien William Scoville. H.M souffrait de crises d’épilepsie intraitables et on considéra que la lobectomie temporale était la seule option thérapeutique. Résection bilatérale de l’uncus, de l’amygdale et des structures parahippocampiques . L’anoxie est la cause la plus connue de l’amnésie du lobe temporal. Elle apparait fréquemment dans différentes situations cliniques - arrêt cardiaque - athérosclérose - empoisonnement au CO, accident consécutif à une anesthésie, suicide manqué par pendaison. Page 37 sur 42 Une région particulière à l’hippocampe, CA1 est davantage prédisposée aux détériorations ischémiques (Auer, Jensen et Whishaw 1989). Une nécrose sélective de CA1 consécutive à une ischémie a été reliée à une libération de glutamate, provoquant une mort neuronale en agissant sur des récepteurs N methyl-D-aspartate (NMDA). On pense que ces récepteurs jouent un rôle essentiel dans la potentialisation à long terme, processus que l’on considère comme centralement impliqué dans la consolidation mnésique. Le CA1 possède une quantité plus élevée de récepteurs NMDA et cela peut expliquer la sensibilité sélective de ces secteurs aux atteintes ischémiques (Auer et Al 1989). Résumé Les patients souffrant de lésions principalement bilatérales dans les régions temporales médianes, dues à d’autres causes que celle de l’encéphalite herpétique, ont régulièrement présenté un syndrome amnésique très important. Ce syndrome est caractérisé par - un déficit antérograde sévère - une amnésie rétrograde variable. - des tests de mémoire immédiate et à court terme, normaux. - Des déficits de mémoire sémantique sont parfois observés. L’asymétrie des lésions peut avoir aussi pour conséquence des déficits spécifiques selon le matériel à mémoriser. Des dysfonctionnements frontaux ne sont pas notés de manière typique dans les amnésies du lobe temporal. Les déficits associés les plus significatifs sont une perte du sens olfactif et des difficultés perceptives, ces dernières se présentant la plupart du temps chez des patients victime d’une occlusion de l’ACP. A cause de leur localisation, les occlusions de l’ACP peuvent entraîner des déficits du champ visuel associés à l’amnésie et il faut garder leur présence en mémoire lors de l’évaluation de ces patients. Page 38 sur 42 Ictus amnésiques Les ictus amnésiques ne sont pas des syndromes amnésiques au sens stricto sensu puisqu’ils ne sont pas permanents. Les causes de ces ictus demeurent aujourd’hui encore incertaines. Néanmoins ils correspondraient également à des dysrégulations métaboliques de ces régions Deux exemples illustrent encore la sensibilité sélective de la région temporale médiane. Mumenthaler, Kaeser, Meyer et Hess (1979) ont noté des exemples d’ictus amnésique chez de nombreux patients qui avaient pris du clioquinol pour combattre une diarrhée contractée pendant des vacances. Une recherche ultérieure a montré que le clioquinol avait des effets néfastes sur l’hippocampe. Page 39 sur 42 6) Conclusion L’hippocampe est un organe pair complexe à l’interface entre le lobe limbique et temporal situé autour du mésencéphale d’abord difficile, rendant les chirurgies par voie d’abord médial du lobe temporal compliqué. Il a fait l’objet de nombreuses études à la fois sur le plan anatomique et fonctionnel. L’hippocampe est formé de trois structures orientées antéropostérieurement que sont la tête, le corps et la queue. La vascularisation artérielle de l’hippocampe dépend de deux troncs artériels d’après Stephens and Stilwell 1969 : - l’artère cérébrale postérieure - l’artère choroïdienne antérieure. De ces deux troncs vont naitre pour chaque hippocampe une artère hippocampique antérieure, une moyenne et une postérieure : · · Les artères hippocampiques moyennes et postérieures vascularisent le corps et la queue. Les artères hippocampiques antérieures vascularisent la tête et l’uncus. L’hippocampe est en contact avec de nombreuses régions du cerveau par le biais de deux voies · Voie polysynaptique qui prime dans la mémoire épisodique et spatiale · Voie directe qui prime dans la mémoire sémantique L’organisation particulière des vaisseaux associés à la grande sensibilité de certains territoires de l’hippocampe à l’hypoxie, anoxie par une concentration élevée de récepteur NMDA La clinique qui en découle est variée mais on distingue deux grands cadres syndromique - Le syndrome amnésique caractérisé par un déficit antérograde sévère, une amnésie rétrograde variable et des tests de mémoire immédiate et à court terme, normaux. - L’ictus amnésique dont les causes ne sont pas encore totalement connues, mais qui serait probablement du à des dérèglements des systèmes précédemment évoqués Page 40 sur 42 6) Bibliographies [1]BERGSON (nature et mémoire) [2] BROCA sur la circonvolution limbique et la scissure limbique « bulletin de la société d’anthropologie de Paris » 1877 [3] STEPHENS and STILWELL 1969 [4]DUVERNOY H: The human hippocampus 2005: [5] FELTEN et SHELTY : atlas de neuroscience humaine de Netter 2011 [6] KLINGER 1948 [7] VOGT and VOGT 1937 [8] POIRIER et CHARPY (1921) [9] GIACOMINI (1884) [10] RILEY (1960) [11 LORENTE DE NO (1934) [12] SALAMON Atlas de vascularisation artérielle du cerveau chez l’homme 1971 [13] CARPENTER (1954) [14] GASTAUT et LAMMERS (1961) [15] MARINKOVIC [16] GOUAZE, SALAMON, LAZORTHES Vascularisation et circulation de l’encéphale 1976 : [17]MULLER et SHAW 1965 [18] HUANG and WOLF 1974 [19] AMARAL, INSAUTI; the hippocampal formation in the human nervous system p 711-715 [20] DEVINSKI and LUCIANO 1993 [21] BRENOT JAFFARD ZAVIALOFF: La mémoire tome 1, mémoire et cerveau 1989: [22] PARKING, LENG L’amnésie en question : neuropsychologie du syndrome amnésique 1996 : Page 41 sur 42 Vascularisation de l’hippocampe et sa clinique Objectif Cette étude a pour ambition de faire le point sur les connaissances actuelles concernant l’hippocampe et sa vascularisation et de les corréler d’une part avec les différents outils d’imagerie et d’autre part avec la clinique. Matériel Trois tête dont une sur un sujet formolé ont été disséquées. La première sur un sujet formolé pour étudier les rapports anatomiques de l’hippocampe La seconde sur le sujet formolé a permis d’étudier la vascularisation de l’hippocampe La dernière pièce a été congelée puis découpé avec une scie électrique selon des plans de référence définit par SALAMON Résultats La vascularisation artérielle de l’hippocampe est assurée par deux troncs artériels, l’artère cérébrale postérieure et l’artère choroïdienne antérieure. Ces deux artères vont participer à la formation de trois artères hippocampiques - L’artère hippocampique antérieure - L’artère hippocampique moyenne - L’artère hippocampique postérieure La vascularisation veineuse est assurée par la veine basale qui draine deux arches veineuses superficielles formées par les veines superficielles de l’hippocampe - arche veineuse du sillon fimbriodenté - arche veineuse du sillon hippocampique superficiel Conclusion Les résultats de ce travail sont en adéquation avec les travaux déjà réalisés par de nombreux auteurs. La vascularisation de l’hippocampe notamment la vascularisation artérielle est soumise à de nombreuses variations. Mots clés : hippocampe, vascularisation hippocampique, syndrome amnésique bitemporal Page 42 sur 42