L’entrée des ultrasons dans le monde des neurosciences cliniques

Paris, le samedi 21 octobre 2017 – La raison le poussait vers la physique, le cœur vers la médecine. Entre les deux, il n’a pas eu à choisir. « J’ai été poussé sur la voie des mathématiques et de la physique par ma famille et mes professeurs durant mes études, mais j’ai toujours été fasciné par la médecine. C’est pourquoi j’ai effectué ma thèse, et maintenant mes recherches, dans le domaine des applications biomédicales de la physique » expliquait il y a quelques années interrogé par le journal de l’INSERM Mickaël Tanter, directeur de l’unité Physique des ondes pour la médecine. Mickaël Tanter et son équipe ont ainsi mis au point « un échographe ultrarapide, capable d’acquérir plus de 10 000 images par seconde au lieu des 50 acquises avec les appareils classiques » résumait-il. A partir de cet échographe, Mickaël Tanter et ses collaborateurs ont créé la technique de neuroimagerie fonctionnelle par ultrasons.

Une technique bien adaptée aux spécificités du nourrisson

Evaluée chez l’animal, la technique n’avait jamais été appliquée à l’homme. Les chercheurs de l’unité Physique des ondes se sont associés aux cliniciens chercheurs du service de réanimation néonatale de l’hôpital Robert Debré afin de la tester chez des nourrissons. Ces derniers sont en effet des candidats idéaux en raison notamment des difficultés de réalisation d’une IRM. Les premiers résultats de l’application de la neuroimagerie fonctionnelle par ultrasons chez le nourrisson sont concluants et viennent d’être publiés dans la revue Science Translationnal Medicine. Les atouts du dispositif élaboré par l’équipe de Mickaël Tanter sont apparus nombreux. « Grâce à cette cadence d’imagerie ultrarapide et des algorithmes de traitement de données de pointe, il est possible de cartographier avec une très grande sensibilité les variations subtiles de flux sanguins dans les petits vaisseaux cérébraux, variations liées à l’activité neuronale » explique l’INSERM qui poursuit : « Les travaux publiés aujourd’hui établissent ainsi la première preuve de concept non intrusive de l’imagerie neuro-fonctionnelle par ultrasons chez l’humain (…) L’activité cérébrale de nouveau-nés prématurés a été enregistrée dans de larges régions du cerveau, au repos et lors de crises d’épilepsie, à 1000 images/sec et avec une résolution spatiale de 150 µm. Ces données inédites montrent une propagation des flux sanguins cérébraux entre et pendant les crises d’épilepsie, et permettent de localiser le foyer de ces crises. Grâce à un prototype d’échographe ultrarapide placé au chevet du nouveau-né, les acquisitions se font de manière totalement non-invasive, en plaçant une sonde échographique sur la tête du bébé, au-dessus de la fontanelle ». Ainsi, non seulement l’efficacité et la performance de la technique ont été prouvées mais la pertinence de son utilisation pour l’exploration cérébrale du très jeune enfant (avant l’ossification des fontanelles – chez l’adulte il est envisagé de placer l’échographe au niveau de la tempe) a été confirmée. En effet, la méthode ne nécessite pas de transport du patient, ni le recours à des agents de contraste. Par ailleurs, un dispositif qui « permet de clipser la sonde ultrasonore sur un portoir qui épouse parfaitement la forme de la tête du bébé » a été conçu précise le professeur Olivier Baud (hôpital Robert Debré) dans les colonnes de Sciences et Avenir. « De sorte que même si l’enfant bouge, la sonde suit ses mouvements sans qu’il soit gêné ».

Révolution

Même s’ils rappellent que cette étude n’est qu’une première étape sur le long chemin vers une utilisation en routine, les chercheurs voient dans cette technique une promesse de révolution « dans le domaine du monitoring cérébral » estime Olivier Baud. « Cette première preuve de concept d’une neuroimagerie non invasive, permettant d’enregistrer l’activité neuronale sur une zone étendue du cerveau, marque l’entrée des ultrasons dans le monde des neurosciences cliniques avec une modalité très sensible, portable et utilisable directement au lit des patients » complètent Mickaël Tanter et son collègue Charlie Demené.



Aurélie Haroche

Références
Charlie Demene et coll. : "Functional ultrasound imaging of brain activity in human newborns", Science Translational Medicine 11 Oct 2017:
Vol. 9, Issue 411, DOI: 10.1126/scitranslmed.aah6756

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