Imagerie cérébrale

Imagerie cérébrale :
plonger dans les méandres du cerveau
Avec la participation de :
SOMMAIRE
Un outil au service de la recherche ….………………….
p. 2
Visualiser le cerveau malade ……………………………..
p. 4
Guider la main du chirurgien………………………………. p. 5
Les réponses à vos questions ……………………………
Pour en savoir plus ………………………………………...
Glossaire……………………………………………………..
p. 7
p.12
p.12
> Dr Jean-François Démonet
Université de Toulouse III, Inserm U. 455
Fédération de neurologie, CHU Purpan.
> Pr Claude Marsault
Chef de service de radiologie de l’hôpital Tenon
(AP-HP), Paris.
> Pr Didier Dormont
Service de neuroradiologie de l’hôpital de la PitiéSalpêtrière (AP-HP), Paris.
> Ces propos ont été recueillis à l’occasion d’un débat organisé par la Fondation Recherche Médicale
1
dans le cadre de ses Journées , le 9 septembre 2003, dans l’hémicycle du conseil économique et
social, Paris. Ce débat était animé par Laurent Romejko, journaliste de France 2.
> Ce dossier est également disponible sur le site web de la Fondation Recherche Médicale
www.frm.org
> Les termes avec astérisque (*) sont définis ou explicités dans le glossaire ou dans la rubrique Pour
en savoir plus en page 12.
> Dossier publié le 15 novembre 2003.
1
Du 9 au 23 septembre 2003, la Fondation Recherche Médicale organisait 7
débats grand public dans 6 villes de France (Paris, Rennes, Bordeaux, ClermontFerrand, Nice, Grenoble). Le public a pu y rencontrer médecins et chercheurs,
leur poser des questions et dialoguer avec eux.
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1
Un outil au service de la
recherche
Dr Jean-François Démonet
Université de Toulouse III
Directeur de Recherche INSERM unité 455
Il existe de nombreuses techniques d’imagerie
cérébrale. Elles appartiennent à deux familles
principales. La première famille est la plus
connue du public, parce qu’effectivement, elle
crée des images. C’est notamment l’imagerie par
résonance magnétique. Une autre technique est
appelée la tomographie par émission de positons
(TEP). Le mot-clef de cette technique,
« tomographie », vient d’une racine grecque qui
signifie « faire des coupes », en l’occurrence
d’un organe : le cerveau. On connaît bien ces
images que l’on voit sur les écrans des médecins
quand on va faire un bilan à l’hôpital ou chez un
médecin. Ce sont ces images anatomiques, en
coupe qui permettent, au départ, de localiser
grossièrement les structures cérébrales. Ensuite,
à partir des données recueillies, il est possible de
retraiter les informations grâce à des techniques
informatiques pour obtenir des renseignements
beaucoup plus précis et visualiser l’organe luimême de manière plus claire.
Deuxième famille d’imagerie, des techniques qui
donnent une précision non plus tellement dans
l’espace anatomique du cerveau mais dans le
temps. Par exemple, lorsque vous percevez mes
paroles, quand j’émets un mot et que vous le
comprenez, il s’écoule quelques centaines de
millisecondes. Ces techniques-là, comme
l’électroencéphalographie (EEG*), la magnétoencéphalographie (MEG*), permettent d’avoir
des renseignements sur le décours temporel des
événements dans le cerveau, qui donne lieu, par
exemple, à la compréhension du langage.
On peut maintenant combiner ces deux types de
techniques, les unes donnant une précision dans
l’espace, les autres, une précision dans le
temps. Les deux techniques se complètent en
théorie, mais la pratique reste compliquée, en
particulier en ce qui concerne la synchronisation
des données les unes par rapport aux autres. La
recherche en imagerie médicale bénéficie
d’autres types de recherches, notamment en
physique et en informatique qui, avec des
ordinateurs très puissants, permettent de des
calculs complexes dans le temps et dans
l’espace.
Les avantages sont là, mais aussi des
inconvénients ou des questionnements éthiques
qu’il serait intéressant de poser. En effet, que se
passe-t-il dans le cerveau d’une mère quand elle
contemple son enfant ou un autre enfant ? Cela
fait-il une différence dans l’émotion ?
L’une des
caractéristiques
de l’imagerie
cérébrale à
l’heure actuelle,
c’est qu’elle
donne accès à
l’incarnation de
notre esprit, à
ce qui se passe
dans notre
cerveau, de
manière un peu
« voyeuriste ».
© J-F. Démonet – U.455
La zone rouge est l’endroit du cerveau qui
s’active spécifiquement lorsque cette personne a
l’émotion de contempler une image de son
bébé ; en bleu, ce sont les changements les plus
importants dans le cerveau lorsqu’elle a vu sur
l’écran de l’ordinateur, pendant l’expérience, un
enfant qui n’est pas le sien.
On place les sujets volontaires pour ce type
d’expérience, dans l’IRM. On leur présente par
exemple des photos de personnes, de bébés et
parfois leur propre enfant, et on s’aperçoit qu’un
processus cérébral se produit ; un processus qui
correspond à une émotion particulière, à un
processus affectif très fort, très puissant, de nonindifférence aux photos de nos enfants.
Les chercheurs disposent de techniques qui
permettent de dévoiler des secrets qui pourraient
paraître un peu intimes et les ressorts
biologiques et neurologiques de ces processus
pourtant bien souvent ineffables. Un parallèle
peut être mené entre imagerie médicale et image
de météorologie. Sur l’image ci-contre, on voit
apparaître en rouge ce qu’on appelle le
phénomène El Niño, une sorte de courant chaud
qui se développe de temps en temps dans le
Pacifique et qui a des conséquences climatiques
désagréables ou agréables. L’imagerie
cérébrale, c’est un peu pareil. Cela revient à
traquer des courants très subtils, très faibles et
très transitoires dans un grand océan. L’océan
cérébral est très compliqué dans sa géographie.
Tels les satellites, les outils qui permettent
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d’étudier le cerveau se trouvent (comme un
satellite) très loin de ce fameux organe, même si
les capteurs des caméras sont proches. Le
cerveau est un organe qui n’est pas fixe : il se
déroule comme de petites vagues à la surface
du cortex cérébral. Les cellules grises, les
millions et milliards de neurones que l’on voit
lorsque l’on visualise ainsi la surface du cerveau
sont l’objet d’un embrasement progressif et
mobile ; les vagues partent d’un certain point
pour aller à un autre ; et cet embrasement
s’effectue en quelques fractions de seconde et
correspond à nos processus de pensée,
d’émotion et de langage.
Des activités telles que la lecture ont besoin
d’embraser beaucoup de cellules.
L’embrasement part d’en arrière du cerveau pour
aller vers l’avant et correspond au fait que,
progressivement, des populations neuronales
tout entières, activées les unes derrière les
autres, permettent de passer de la perception du
mot écrit sur la page à l’articulation du mot
lorsque la tâche est de lire à haute voix par
exemple.
Ces expériences sont très importantes parce
qu’elles permettent de localiser des fonctions
élémentaires, puis de plus en plus sophistiquées
dans le cerveau, fonctions qui risquent de
devenir déficitaires dans des maladies comme la
maladie d’Alzheimer. Cette maladie touche au
moins 5 % des plus de 65 ans. Cette maladie est
extrêmement fréquente, elle atteint environ en
France 4 à 500 000 personnes. C’est une
prévalence* considérable et, malheureusement,
nous craignons qu’elle augmente beaucoup.
C’est une maladie dont l’incidence* est liée au
vieillissement et, comme toutes les autres
sociétés occidentales, notre société vieillit. Cette
maladie est donc en augmentation constante et
représente un très grave problème de santé
publique, parce qu’elle induit une perte
d’autonomie de vie sociale et professionnelle,
parce qu’elle atteint en particulier ses capacités
de mémoire, c’est-à-dire sa faculté de se
souvenir des événements de la vie quotidienne.
Elle atteint en effet des secteurs du cerveau qui
sont spécialisés dans certaines fonctions de
mémoire. On commence à pouvoir prédire cette
maladie à l’avance, de manière à prendre toutes
les dispositions possibles pour mieux la traiter, la
soigner, la prévenir dans toutes ses dimensions.
Si des mesures précises en IRM indiquent que
certaines régions précises dans le lobe temporal
sont un peu atrophiques, on peut prédire que
trois ans plus tard, l’atrophie aura augmenté et
que les tests de mémoire et les performances en
général dans les tests de fonctions intellectuelles
auront diminué. Cette prédiction est également
possible avec une autre technique d’imagerie :
on place dans un tomographe à émission de
positons ou dans une IRM des gens susceptibles
de développer une maladie d’Alzheimer parce
qu’ils se plaignent de troubles de la mémoire et
parce qu’ils ont des particularités génétiques. On
leur fait faire alors des tests de mémoire en leur
demandant de se souvenir de paires de mots
(par exemple chou-plume, obéir-avancer). En
fait, les personnes à risque, qui ont développé
quelques années plus tard la maladie, ont de
bonnes performances dans le test de mémoire,
mais elles dépensent une énergie trop
importante lorsqu’elles effectuent ce travail.
En cas de pathologie, on commence aussi à
pouvoir, grâce à l’imagerie, apprécier l’efficacité
d’un traitement. Prenons l’exemple d’une
pathologie vasculaire. Une personne a fait un
accident vasculaire cérébral, un infarctus du
cerveau qui la rend aphasique, incapable de
parler et, dans une moindre mesure, incapable
de comprendre. On a pu rééduquer cette
personne, lui permettre d’améliorer ses
performances d’élocution et de retrouver des
mots qu’elle ne trouvait plus avant cette
rééducation intensive. Les vues d’IRM montrent
que, sous l’influence de cette rééducation, il se
produit une réactivation d’un territoire du cortex
qui n’était plus actif à cause de la lésion.
La dyslexie développementale, maladie peu
connue, touche pourtant au moins un million de
personnes en France. Il s’agit d’une difficulté à
apprendre à lire et à écrire convenablement et à
devenir un lecteur expert. Les dyslexiques ne
seront jamais des lecteurs experts, même quand
ils auront pu compenser leur trouble et parvenir à
un niveau scolaire tout à fait honorable. Quand
on compare des étudiants dyslexiques lisant à
haute voix par exemple le mot « tableau », par
rapport à des étudiants non-dyslexiques lisant
plus vite ce même mot, il apparaît qu’une zone
du cerveau ne s’active pas chez les
dyslexiques : la dyslexie empêche cette région
du cerveau de fonctionner correctement. Si on
soumet les dyslexiques volontaires à un
programme d’entraînement pour faire en sorte
qu’ils lisent mieux et plus vite, il apparaît que
cette région-là se ré-éclaire.
Les perspectives offertes par l’imagerie médicale
sont multiples. La première, c’est de mieux
comprendre l’impact des thérapeutiques. On sait
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que certains médicaments peuvent hâter et
améliorer la récupération de certains déficits.
L’imagerie cérébrale nous en montre le
substratum organique, ce qui se passe vraiment
dans le cerveau quand un médicament améliore
un déficit. L’autre développement réside dans la
prédiction de maladies. C’est un sujet très
sensible : prédire une maladie peut impliquer
beaucoup de choses, ce n’est pas neutre et cela
doit être entouré de nombreuses précautions
éthiques, mais l’imagerie peut être utilisée pour
prédire qu'une personne peut avoir un risque
élevé de développer dans le futur une maladie
comme la maladie d’Alzheimer. Beaucoup
d’autres applications sont possibles, comprendre
mieux d’une manière générale comment notre
pensée se déroule, dans quelle séquence de
temps et aussi dans quelle région, ou quels sont
les facteurs qui influencent la rapidité
d’apprentissage par exemple.
Visualiser le cerveau malade
Professeur Claude Marsault
Chef de Service de radiologie de l’hôpital Tenon
Il y a trente ans, on ne savait pas comment voir
le cerveau ; le scanner et les autres techniques
n’existaient pas.
En 1972, un anglais nommé Godfrey Hounsfield
invente le scanner. Il a d’ailleurs reçu pour cela
le prix Nobel sept ans plus tard. Par rapport à
l'IRM, le scanner n’est en fait que l’absorption du
faisceau de rayons X. Les rayons X sont
connus : ils permettent, par exemple, la
radiographie de poumons. Godfrey Hounsfield a
eu l’idée de faire une imagerie de cette
absorption du faisceau de rayons X par tranche,
d’abord au niveau du cerveau puis au niveau du
corps entier. Les rayons X traversent
l’organisme, sont absorbés par des structures
solides telles que l’os mais ne sont pas absorbés
par d’autres telles que le poumon. Sur l'image cicontre, la tache blanche est en fait du sang à
l’intérieur du cerveau. Le scanner reste donc
encore un examen très utile, d'autant plus que
des progrès techniques récents ont eu lieu.
On utilise aussi les ultrasons dans l'exploration
du cerveau, mais comme ils ne traversent pas
l'os, leur utilisation est réduite aux nouveau-nés
puisque l'on peut faire passer les ultrasons par le
trou de la fontanelle*. On peut éventuellement
les utiliser aussi grâce à des fenêtres dites
temporales où l’os est moins épais.
Le plus intéressant reste aujourd’hui l’imagerie
par résonance magnétique (IRM), qui peut
apporter une foule d’informations. Comme le
rappelle Jean-François Démonet des images
permettent de visualiser l’activation du cerveau,
c’est-à-dire le fait que le cerveau travaille à un
moment donné avec l'embrasement d’un certain
nombre de neurones que l'on peut voir se
propager à l’intérieur du cerveau. Il s'agit là des
derniers progrès de l’imagerie par résonance
magnétique. Cette technique est apparue vers
1984-1985 ; il s'agissait alors d'une technique
anatomique. Aujourd’hui, il est possible de faire
le diagnostic très précoce d’une thrombose*
artérielle ou d’un accident ischémique cérébral,
grâce à une imagerie dite de diffusion.
Aujourd’hui, c’est l'imagerie volumique qui
prédomine : le scanner est volumique, l’IRM est
volumique. Toute l’imagerie et en particulier
l’imagerie de recherche, de pointe, est
volumique.
Les progrès vont encore plus loin pour l’imagerie
par résonance magnétique : elle permet d’obtenir
des courbes traduisant l’analyse biochimique de
la composition du cerveau. C’est la
spectroscopie par résonance magnétique. Elle
permet un diagnostic différentiel, c’est-à-dire
qu’elle permet de différencier par exemple une
tumeur maligne d’une autre pathologie
infectieuse comme un abcès.
L’ischémie cérébrale consiste schématiquement
en une obstruction brutale d’une artère du
cerveau avec un retentissement rapide, c’est-àdire une attaque cérébrale, qui peut être
hémorragique ou ischémique*. En cas
d'ischémie, il n’y a plus d’apport d’oxygène. Cet
accident représente un problème de santé
publique très important ; c’est la première cause
du handicap chez l’adulte actuellement, en
Europe de l’ouest et aux Etats-Unis. La prise en
charge, à la phase aiguë de ces accidents
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ischémiques cérébraux, est donc fondamentale
pour essayer de faire disparaître le caillot par
thrombolyse. Les cardiologues le faisaient
depuis longtemps pour traiter l’infarctus du
myocarde, mais ils disposaient de
l’électrocardiogramme (EEG), plus facile
d’emploi, pour en faire le diagnostic. Pour le
cerveau, la médecine n’avait pas de technique
aussi efficace. En effet, un scanner dans les
toutes premières heures d’un accident
ischémique cérébral paraît strictement normal
(image à gauche). Une image de résonance
anatomique ne permet pas d’aller plus loin non
plus (image au centre). En revanche, les images
de résonance magnétique , moins belles à
regarder, apportent toute l'information (image à
droite). En résumé, le scanner est rapide, mais
n’apporte pas d’information, l'image de
résonance anatomique n'est pas très rapide
(4 minutes pour réaliser l’exploration de
l’ensemble du cerveau), en revanche, l’image de
résonance magnétique se fait en quelques
secondes et permet le diagnostic d’accident
ischémique cérébral.
Quand une obstruction artérielle se produit, le
défaut d’apport d’oxygène retentit très
rapidement sur les cellules nerveuses, les
neurones et, en particulier, sur la pompe à
sodium-potassium et sur l'eau qui entre à
l’intérieur de la cellule. Dans l’ischémie
cérébrale, les neurones grossissent dans les
minutes suivant l'obstruction. L’imagerie de
diffusion montre que les mouvements de l’eau
diminuent autour des cellules neuronales et que
le déplacement de l’eau à l’intérieur du cerveau
est bloqué : on peut donc faire le diagnostic dans
les minutes qui suivent le début de l’accident
ischémique. On peut aussi faire, en IRM, la
cartographie du coefficient apparent de
diffusion : c’est une mesure physique réelle, qui
correspond aux propriétés de l’eau à l’intérieur
du cerveau : on mesure en effet sa vitesse de
déplacement à l’intérieur du cerveau.
Au titre des progrès qui sont accomplis, on
essaie progressivement de mettre en place des
facteurs de pronostic de ces accidents
ischémiques et surtout on tente de déterminer
les éléments qui permettront de dire si c’est une
bonne ou mauvaise indication de désobstruer
l’artère et donc d’effectuer la thrombolyse* en
urgence, puisque c’est un acte qui doit être
réalisé dans les trois heures qui suivent le début
des signes cliniques. Il est donc très important
d’avoir des IRM disponibles et d’avoir surtout la
possibilité de faire venir les patients le plus vite
possible pour pouvoir faire le diagnostic. Pour
cela, on associe deux techniques. La première
est l’imagerie de diffusion, la deuxième,
l’imagerie de perfusion. Cette imagerie de
perfusion consiste à mesurer le volume sanguin
et les débits sanguins au niveau du cerveau ;
elle permet de voir les zones normalement
perfusées ou hypoperfusées. On voit ainsi la
différence entre la zone infarcie qui est déjà
morte au niveau du cerveau et dont le pronostic
est très mauvais, et les zones qui ne le sont pas
encore mais le deviendront si l'on ne
thrombolyse pas.
L'imagerie cérébrale pour guider
la main du chirurgien
Professeur Didier Dormont
Service de neuroradiologie, hôpital de La PitiéSalpêtrière, Paris.
Il existe une technique assez extraordinaire
inventée et développée au départ en France et
qui maintenant a un retentissement tout à fait
mondial : ce sont les techniques de stéréotaxie
fonctionnelle pour le traitement de certaines
maladies neurologiques, en particulier la maladie
de Parkinson en utilisant une neurostimulation
permanente par électrode implantée. C’est une
technique tout à fait particulière, où le guidage
par image est millimétrique.
La maladie de Parkinson est une maladie
neurodégénérative, la deuxième en fréquence
derrière la maladie d’Alzheimer. Elle donne
principalement des troubles moteurs : troubles
de la marche, tremblement et impossibilité
progressive de bouger (ce qu’on appelle une
akinésie). Cette maladie est bien traitée au
départ par un traitement médical, la L-dopa. Mais
au bout d’un certain nombre d’années
d’évolution, les patients éprouvent ce qu’on
appelle des phénomènes de blocage, c’est-àdire qu’ils sont complètement statufiés, parfois
pendant des heures, et ils ont également des
complications induites par le traitement médical,
à savoir des mouvements anormaux appelés
dyskinésies. On s’est aperçu, sur la base de
modèles expérimentaux chez l’animal, qu’il
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suffisait d’inhiber une petite structure cérébrale
très profonde, qu’on appelle le noyau sousthalamique, pour faire disparaître tous les signes
de cette maladie. A l’heure actuelle, on réalise ce
traitement en mettant des électrodes exactement
au niveau des noyaux sous-thalamiques chez les
patients, électrodes qui sont reliées à un pacemaker placé sous la peau (comme un
pacemaker cardiaque) ; celui-ci entraîne une
stimulation permanente électrique de ce noyau,
non ressentie par le patient, qui traite tous les
signes de la maladie.
Le problème est d'atteindre ce noyau. Localisé
en profondeur, il est très petit, de l’ordre de
quelques millimètres. On utilise donc à l’heure
actuelle l’imagerie par résonance magnétique.
Grâce à une image d’IRM en condition
stéréotaxique sur laquelle on va repérer le noyau
et calculer ses coordonnées millimétriques dans
l’espace. Une fois ces coordonnées connues, on
implante les électrodes exactement au niveau de
ce noyau et ensuite on met en place le
stimulateur permettant de traiter complètement la
maladie. On réalise ces interventions en partie
sous anesthésie locale et on contrôle en cours
d’intervention que l’électrode est bien en place et
qu’on a un effet optimal chez le patient. Cette
méthode représente un traitement remarquable
dans les maladies de Parkinson évoluées. Chez
certains patients bénéficiant de ce traitement, on
peut observer une reprise d’autonomie dans la
vie quotidienne et même parfois (pour les
patients les plus jeunes) une reprise d’une
activité professionnelle qui avait du être
suspendue à cause de la maladie.
L’imagerie cérébrale peut également être utilisée
pour guider des interventions neurochirurgicales
un peu moins précises où on a besoin d’aborder
des tumeurs cérébrales profondes. On utilise
l’imagerie pré-opératoire qui sera recalée au bloc
opératoire : le neurochirurgien, en se repérant
sur l’imagerie, va directement sur la lésion, le
plus souvent une tumeur, et l’aborde en faisant
des ouvertures minimes. Le cerveau étant une
structure extrêmement fragile, il faut le léser le
moins possible lorsqu’on enlève une lésion.
Enfin ; il est désormais possible de parler de
« l’imagerie qui traite ». Dans un certain nombre
d’indications, en particulier pour les
malformations vasculaires cérébrales telles que
les anévrismes, il est possible d’éviter une
intervention neurochirurgicale (avec ouverture de
la boîte crânienne) en utilisant un traitement par
voie endovasculaire (par l’intérieur des
vaisseaux) guidé par l’imagerie. L’anévrisme
intra-crânien est une maladie assez fréquente,
puisque 2 à 3 % de la population générale,
d’après les études autopsiques a probablement
un anévrisme dans la tête. Dans un certain
nombre de cas, ces anévrismes vont se rompre,
entraîner un saignement dans le cerveau et des
dégâts considérables. Pour traiter ces
anévrismes, jusqu’à il y a une dizaine d’années,
on ne disposait que du traitement
neurochirurgical : une intervention qui consiste
en la pose d’une petite pince sur l’anévrisme et
qui évite que le vaisseau ne re-saigne.
Inconvénient de ces interventions, il faut
« traumatiser » un peu le cerveau, l’écarter
souvent au moment où il vient de se produire un
élément très traumatique : le saignement. Le
nouveau traitement consiste à traiter les
anévrismes par l’intérieur des vaisseaux. Ces
traitements sont guidés par imagerie.
L'anévrisme est rempli d’un « coil », une spire
métallique. Au lieu de mettre une pince
extérieure, on remplit l’anévrisme par l’intérieur.
Cette intervention extrêmement délicate se fait
en neuroradiologie interventionnelle, guidée sous
scopie, uniquement en faisant une ponction dans
l’artère fémorale. On doit ensuite surveiller, à
long terme, qu’un tassement des « coils » ne se
produise. Cette surveillance se fait à la fois par
des moyens tels que l’IRM, l’angio-IRM, mais
aussi par angiographie cérébrale.
Pour les patients qui font une hémorragie
méningée, on se retrouvait avec deux types de
traitements possibles, le traitement chirurgical ou
le traitement endo-vasculaire. On a été amené à
faire, sur le plan international, ce qu’on appelle
une étude prospective pour savoir quel était le
traitement donnant les meilleurs résultats. En
effet, a priori, le traitement endo-vasculaire est
moins traumatique mais, selon certains
neurochirurgiens, moins définitif. Les résultats de
l'étude, parus il y a un an dans le Lancet,
indiquent que les patients traités par voie endovasculaire ont, un an après le traitement, 24 %
de risque en moins d’être dépendants que les
patients traités par voie chirurgicale. C’est donc
un élément très important en faveur du
traitement endo-vasculaire qui est un traitement
de plus en plus utilisé dans cette pathologie.
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Les réponses à vos questions
« Quelle est la différence entre l’IRM
(imagerie par résonance magnétique) et la
TEP (tomographie par émission de
positons) ? »
> Ces deux techniques de type tomographique
sont basées sur des principes physiques
totalement différents .
> L’IRM* correspond à une imagerie obtenue à
l’aide de la combinaison de champs
magnétiques. Il utilise des aimants très
puissants. L’appareil émet des ondes radio. Ces
ondes radio reviennent quand un phénomène de
résonance s’est produit et sont recueillies à l’aide
d’antennes disposées autour de l’organe à
examiner.
> La TEP* repose sur un principe différent. Cette
tomographie consiste à injecter une substance
très faiblement radioactive - un radio-traceur composé d’eau avec un atome d’oxygène 15. Le
résultat de cette émission de radioactivité est
enregistré par une caméra dont les capteurs sont
placés tout autour de l’organe à observer, le
cerveau par exemple. A partir de ces données et
grâce à l’informatique, il est possible de
reconstituer les coupes du cerveau.
Les coupes faites par scanner et IRM paraissent
semblables, mais le scanner est plus utilisé,
surtout en province. Est-ce pour des raisons
économiques ? Le scanner reste généralement
complémentaire de l’IRM dans de nombreuses
indications d’imagerie. Il peut être réalisé en
quelques minutes, alors qu’autrefois l’opération
était beaucoup plus longue et difficile.
« Lorsqu'une personne devant subir une
intervention dans le cerveau a un clip en
métal dans le cerveau, peut-elle passer une
IRM ? »
> Un certain nombre de clips, en particulier les
clips dits vasculaires, placés par les
neurochirurgiens au niveau des vaisseaux du
cerveau, peuvent être déplacés par l’IRM. Nous
essayons donc d’avoir le compte-rendu
opératoire qui précise le type de clip. Certains
clips récents n’interdisent pas la réalisation d’une
IRM mais il faut avoir une certitude absolue
concernant le type de clip posé par le
neurochirurgien.
« Quelle est l’importance de l’IRM en
cancérologie, dans le diagnostic des tumeurs
du cerveau et dans l’évolution du
traitement ? »
> L’IRM, comme d’ailleurs à un autre point de
vue la TEP, jouent un rôle très important dans
l’établissement du diagnostic, du pronostic et
dans le suivi thérapeutique des patients
cancéreux.
« Peut-on retarder voire annihiler les effets de
la maladie d’Alzheimer ? »
> En ce qui concerne cette maladie, il n’existe
pas à l’heure actuelle de traitement curatif. On
ne connaît pas les causes précises de la maladie
d’Alzheimer. On commence à en déchiffrer à
peine les conséquences et les manifestations
pathologiques. Quelques médicaments soignent
les symptômes et interviennent sur quelques
aspects du fonctionnement cérébral : ainsi un
neuromédiateur permet aux neurones de
communiquer entre eux ; on sait intervenir sur le
taux d’acétylcholine dans le cerveau et faire en
sorte qu’il s’élève un peu chez les malades
d’Alzheimer. On ne sait guère faire mieux. Un
très vaste courant de recherche essaye de
comprendre quelle est la chaîne d’événements
pathologiques qui conduit à la formation des
lésions, comment “ casser ” ce cycle infernal et
empêcher les lésions de s'accumuler. De très
sérieux essais de traitements vaccinaux ont été
interrompus, car il y avait des effets secondaires
graves. On peut penser que l’imagerie permettra,
par exemple, de suivre les progrès de la
thérapeutique.
« Mon mari qui a la maladie d’Alzheimer a
disparu depuis trois ans. Juste avant sa
disparition, il avait passé des tests et des
examens scanner IRM. Finalement, on a pu
déterminer cette maladie simplement par des
questions, et au bout de quelques mois, voir
la dégradation de sa compréhension.
Comment se fait-il que sur les images de
scanner, il n’y ait aucune trace de
détérioration de neurones ? En dehors des
tests n’y a t il pas de diagnostic possible de
la maladie ? »
> Il est très difficile de faire le diagnostic
uniquement sur l’imagerie. Il se fait sur un grand
faisceau d’arguments. Au début de la maladie, le
scanner apparaît tout à fait normal, il n’y a
absolument aucune modification. Actuellement
les progrès sont multiples. On peut maintenant
mesurer en IRM, de façon très précise, le
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volume des hippocampes. Ce sont des mesures
manuelles, qui nécessitent beaucoup de travail
pour déterminer s’il y a ou non une atrophie. On
utilise également d'autres techniques comme la
cartographie d’activation ou les mesures de
diffusion. Il est démontré que des anomalies
précoces se produisent à la fois en diffusion et
en perfusion. Donc tous ces éléments devraient
permettre, relativement rapidement, de faire le
diagnostic très précoce de la maladie.
« J’ai été témoin récemment de troubles de
comportement, du cerveau, tout à fait
impressionnants chez un sujet de 63 ans
avec qui je déjeunais. D’un seul coup, il s’est
mis à avoir de grands bâillements, ensuite à
fermer les yeux de manière intermittente, à
saliver. Il a semblé s’endormir de manière
momentanée. Il n’écoutait plus ce que je
disais, et il ne me comprenait plus. Enfin il
s’est mis à délirer verbalement en me parlant
de sujets totalement incohérents. Cela a duré
une demi-heure, et ensuite il m’a dit, “ Ah,
mais je suis un peu fatigué. Où en étionsnous ? ” Tout est redevenu comme avant.
Que s’est-il passé dans son cerveau ? »
> Il est délicat de faire un diagnostic à distance
et en public, mais votre description clinique
extrêmement précise, très évocatrice, permet de
dire qu'il a probablement fait une crise
d'épilepsie. Quant à l’intermittence des lésions,
l’épilepsie est effectivement une condition
pathologique intermittente.
« A quoi correspond finalement
l’épilepsie ? »
> Les neurones, c’est-à-dire les cellules qui
composent le cerveau ont une activité électrique.
Ils communiquent entre eux par des
neuromédiateurs chimiques, mais également par
un courant électrique, l’influx nerveux.
Habituellement, les neurones ont des activités
qui ne sont pas synchronisées. Dans l’épilepsie,
il se produit une espèce de mise en résonance
de l’ensemble des neurones qui se mettent à
décharger de façon synchrone. L’épilepsie
embrase l’ensemble du cerveau. C’est ce qu’on
appelle une crise généralisée avec perte de
connaissance et convulsions extrêmement
impressionnantes. Le patient se met
complètement en opisthotonos*; il a des
tremblements de l’ensemble des deux membres
supérieurs, et inférieurs. Dans une crise partielle,
seule une partie du cerveau s’embrase ; les
patients peuvent alors avoir juste une perte de
contact, un mâchonnement ou quelques
mouvements anormaux.
On explore au mieux l’épilepsie avec ce qu’on
appelle l’électroencéphalogramme (EEG), c’està-dire le recueil de l’activité électrique du
cerveau. L'imagerie cérébrale a également un
rôle fondamental pour explorer et prendre en
charge les patients présentant des crises
d'épilepsie.
« 3 % de la population aurait un anévrisme*,
ce qui représente pour la population
française un million huit cent mille
personnes. Devons-nous tous faire un
examen d'IRM pour être sûr que nous
n'avons pas un risque de problèmes
sérieux ? »
> C’est un problème très compliqué. Ce sont des
études autopsiques* qui donnent ce pourcentage
de 3 à 4 %. A priori la plupart des lésions qui
causent l’anévrysme sont des lésions qui se
développent ; c’est à dire qu’elles ne sont pas
congénitales. Il y a probablement une fragilité de
la paroi du vaisseau chez les gens qui
développent ces anévrismes, mais on en voit
d’autant plus souvent que les gens sont âgés.
D’autres facteurs de risques existent, plus
souvent chez les femmes, chez les fumeurs et
les hypertendus.
Si une part de 3 à 4 % de la population présente
des anévrismes, on en compte beaucoup moins
qui vont saigner. Le risque de faire une
hémorragie méningée lorsqu’on a un anévrisme
dans la tête est relativement faible. Par contre, le
risque du traitement chirurgical est de l'ordre de
4 à 5 % de morbi-mortalité*. Le risque du
traitement endo-vasculaire n’est pas nul non
plus, même s'il est probablement inférieur. On
est donc confronté dans ces cas-là à un risque
immédiat certain : celui de l’intervention pour
faire un traitement préventif. Ce type de décision
ne peut donc être prise qu'après une discussion
approfondie avec le patient en l'informant des
risques du traitement mais également des
risques de l'abstention. Par contre il est certain
qu’ il faut traiter un patient qui a un anévrisme
qui a déjà saigné, car il y a un risque de 30 à 40
% de re-saignement - la plupart du temps mortel.
Donc en cas d'hémorragie méningée liée à un
anévrisme, le traitement de l'anévrisme ne se
discute pas.
« Y a-t-il des travaux sur les modifications
cérébrales à la suite de prise de drogues ? »
> Le terme “ drogue ” est un peu général.
Beaucoup de travaux en biologie fondamentale
concernent les récepteurs des opiacés dans le
cerveau. C’est le cas aussi des travaux
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d’imagerie sur le phénomène d’addiction aux
drogues : pourquoi certains sujets présentent-ils
une fragilité particulière à l’addiction aux
drogues ? Quel est l’effet de ces drogues sur le
cerveau ? Le plus important est de déterminer
les facteurs de susceptibilité qui nous rendent les
uns ou les autres fragiles et dépendants à
certaines drogues, et pour quelles raisons nous
le sommes.
« Dans quelle mesure les progrès en imagerie
cérébrale ont-ils permis de mieux
comprendre et de soulager la douleur ? »
> Le domaine de la douleur a été longtemps
laissé en déshérence, en France, tant du point
de vue du traitement que du point de vue de la
connaissance des mécanismes sur les structures
cérébrales qui supportent les fonctions de la
douleur.
Il faut bien distinguer le problème de la douleur
du problème de la souffrance. La souffrance
c’est la part morale qui a une implication
cognitive, alors que la douleur correspond aux
phénomènes physiques et neuronaux qui font
que certaines informations remontent au cerveau
et sont traitées sous forme d’information
douloureuse.
Grâce à l’imagerie, on sait quelles zones du
cerveau sont impliquées chez l’homme. Par des
techniques de stimulation de certaines régions
du cortex, il est possible de soulager ce qu’on
appelle les douleurs neurogènes chroniques,
très résistantes aux médicaments.
« L'oxygène 15 utilisé dans la tomographie
par émission de positons (TEP) est -il un
isotope de contraste ? Peut-il provoquer des
allergies ? »
> L’eau marquée à l’oxygène 15 n’est pas un
agent de contraste au sens radiologique du
terme. C’est de l’eau qui a les mêmes propriétés,
du point de vue de sa transparence au
rayonnement électromagnétique. Par contre, elle
est porteuse d’un atome d’oxygène instable ;
l’oxygène se transmute en azote et émet à ce
moment -là un électron chargé positivement. Puis
cette particule rencontre un électron. De cette
rencontre naissent deux photons - deux grains
de lumière de très haute énergie - qui sont émis
et finalement enregistrés par la caméra. Cette
radioactivité est très faible, et elle correspond par
exemple à quelques radios dentaires. Comme
sur le plan chimique, l’eau marquée a
exactement la même structure, elle n’entraîne
aucune manifestation autre que celle de l’eau
non marquée, donc pas d’allergie connue.
« Qu’en est-il de l’imagerie et de ses progrès
dans les domaines de la schizophrénie et des
troubles obsessionnels compulsifs (TOC) ? »
> Beaucoup de progrès ont été réalisés dans le
domaine de l’imagerie fonctionnelle de la
schizophrénie, maladie compliquée ayant des
implications génétiques. On sait que certaines
régions du cerveau, comme le lobe frontal, le
lobe temporal, présentent des particularités de
fonctionnement chez les patients schizophrènes.
On peut voir l’impact de certains symptômes de
la schizophrénie, des hallucinations, des troubles
du comportement importants ou pas.
Les troubles obsessionnels compulsifs sont une
maladie dont finalement l’imagerie très
contemporaine nous a montré qu’elle avait un
support neurologique.
« Existe-t-il une sorte de cartographie des
zones cérébrales impliqués dans les
maladies psychiatriques ? Dans ce cas,
l’imagerie cérébrale est-elle aussi
accompagnée d’une étude génétique ? »
> Certaines maladies dites psychiatriques
correspondent en effet à des
dysfonctionnements ou des particularités
d’organisation de certaines régions du cerveau.
Les études commencent à montrer que certaines
maladies génétiques correspondent à une
organisation et à une anatomie particulière dans
le cerveau, comme le syndrome de Turner, qui
est une maladie dans laquelle le chromosome X
est pathologique.
« Est-il possible de modéliser les symptômes
des grands déviants et de leur apporter des
soins palliatifs, qui pourraient aider à obtenir
les aveux difficiles ? »
> Ces techniques qui font pénétrer un peu
l’objectivité dans notre pensée, posent des
problèmes sociétaux.
Antonio Damasio est un neurologue célèbre qui
s’est intéressé très précisément aux sociopathes
et aux gens dont le comportement social est
gravement déviant. Grâce à ses travaux, on en
apprend encore davantage sur le fonctionnement
de certaines régions du lobe frontal, la partie du
cerveau qui est située au-dessus de l’orbite, qui
régule nos comportements sociaux. Il est
possible que certains grands délinquants,
récidivistes, graves pervers sexuels, présentent
en fait une anomalie de fonctionnement de ces
régions. On le soupçonne...
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« A-t-on suffisamment d’appareils d’imagerie
médicale en France ? »
Il existe en France un sous-équipement grave en
appareils d'imagerie, en particulier en appareils
d'imagerie par résonance magnétique. Ce souséquipement est à l'origine de nombreux
problèmes pour les équipes médicales et pour
les patients. En ce qui concerne le problème
spécifique des accidents ischémiques,
cérébraux, très peu de centres ouvrent leur
appareil d’imagerie par résonance magnétique
24h sur 24 mais on progresse. Tous les hôpitaux
d’urgence ont heureusement leur scanner ouvert
24h sur 24. J’espère qu’à la fin de l’année, leur
nombre aura doublé, et peut-être qu’en 2004, il
aura quadruplé ou quintuplé !
Cependant cette prise en charge ultra rapide
devrait toujours se faire avec une équipe
constituée d’urgentistes dits « cérébrovasculaires » et d’un radiologue.
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Pour en savoir plus :
Imagerie médicale (dossier complet)
http://www.frm.org/informez/info_ressources_dossiers_article_sommaire.php?id=46
Schizophrénie (dossier complet)
http://www.frm.org/informez/info_ressources_dossiers_article_sommaire.php?id=11
Accidents vasculaires cérébraux
Recherche & Santé n°87, juillet 2001.
Glossaire :
> Anévrisme : malformation ou atteinte de la paroi d’une artère.
> Autopsique : relatif à une autopsie.
> EEG : électro-encéphalographie. Technique de mesure de l’activité électrique du cerveau.
> Fontanelle : zone du crâne, souple chez l’enfant.
> Incidence : en épidémiologie, nombre de cas de maladies débutées ou de personnes tombées malades
pendant une période donnée et pour une population déterminée (à ne pas confondre avec prévalence*).
> IRM : imagerie par résonance magnétique. Technique d’imagerie médicale.
> Ischémie : défaut de vascularisation causant une diminution de l’apport en sang.
> MEG : magnéto-encéphalographie. Technique de mesure de l’activité magnétique du cerveau.
> Morbi-mortalité : relatif à un état malade et à la mort.
> Opisthotonos : contraction involontaire généralisée de muscles de l’organisme. Elle est caractéristique des
crises de tétanos.
> Prévalence : nombre de cas de maladies ou de personnes malades, ou de tout autre événement tel
qu'accident existant ou survenant dans une population déterminée, sans distinction entre les cas nouveaux et les
cas anciens (à ne pas confondre avec incidence*).
> TEP : tomographie par émission de positons. Technique d’imagerie médicale.
> Thrombolyse : technique consistant à détruire un caillot sanguin.
> Thrombose : formation de caillots dans les vaisseaux sanguins.
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