La morphométrie cérébrale et l’IRM fonctionnelle pour évaluer la plasticité cérébrale chez des étudiants universitaires.

Denis Thériault, R2 Radiologie Diagnostique Kevin Whittingstall, PhD

Plan • Hypothèse

• Définitions • Revue de littérature

• Participants et méthode de l’étude

Hypothèse • Il se produira des changements structurels et

fonctionnels dans l’hippocampe des étudiants après quelques mois d’étude universitaire.

Définitions • Morphométrie cérébrale (VBM):

• Comparaison de la concentration locale de voxel de la matière grise entre 2 groupes de sujets.

Définitions • Morphométrie cérébrale (VBM):

• Comparaison de la concentration locale de voxel de la matière grise entre 2 groupes de sujets.

• IRM fonctionnelle (IRMf): • Technique permettant de mesurer l’activité cérébrale

en détectant les changements du flot et de l’oxygénation du sang en réponse à une activité neuronale.

REVUE DE LITTÉRATURE

Changes in grey matter induced by training - Draganski, B. et al, Nature 427 (2004) 311-312

• Une étude effectué sur un groupe de volontaires qui ont appris à jongler a démontré qu’avec la pratique, des changements structurel peuvent survenir dans le cortex.

Navigation-related structural change in the hippocampi of taxi drivers

- Eleanor A. M, et al. PNAS 97.8 (2000) 4398-4403

• La grosseur de la région postérieure de l’hippocampe avait un lien positif avec le nombre d’année d’expérience des chauffeurs de taxi de Londres.

Revue de littérature • Changement de matière grise secondaire à des stimuli douleureux

répétés. • S. Teutsch et al. Neuroimage 42 (2008) 845-849

• Augmentation de la concentration de matière grise dans l’air de Broca chez des musiciens. • V. Sluming et al. Neuroimage 17 (2002) 1613-1622

• Changements structurels de l’hippocampe pendant un cycle menstruel. • X. Protopopescu et al. Hippocampus 18 (2008) 985-988

• Plasticité cérébrale chez les bilingues. • A. Mechelli et al. Nature 431 (2004) 757

• Études pour déterminer le temps nécessaire pour qu’un changement structurel se produit. • A.G. Thomas et al. Neuroimage 48 (2009) 117-125 • A. May et al. Cerebral Cortex 17 (2007) 205-210

• Innombrables études sur l’atrophie corticale chez les personnes agées / Alzheimer

Revue de littérature • Changement de matière grise secondaire à des stimuli douleureux

répétés. • S. Teutsch et al. Neuroimage 42 (2008) 845-849

• Augmentation de la concentration de matière grise dans l’air de Broca chez des musiciens. • V. Sluming et al. Neuroimage 17 (2002) 1613-1622

• Changements structurels de l’hippocampe pendant un cycle menstruel. • X. Protopopescu et al. Hippocampus 18 (2008) 985-988

• Plasticité cérébrale chez les bilingues. • A. Mechelli et al. Nature 431 (2004) 757

• Études pour déterminer le temps nécessaire pour qu’un changement structurel se produit. • A.G. Thomas et al. Neuroimage 48 (2009) 117-125 • A. May et al. Cerebral Cortex 17 (2007) 205-210

• Innombrables études sur l’atrophie corticale chez les personnes agées / Alzheimer

Revue de littérature • Changement de matière grise secondaire à des stimuli douleureux

répétés. • S. Teutsch et al. Neuroimage 42 (2008) 845-849

• Augmentation de la concentration de matière grise dans l’air de Broca chez des musiciens. • V. Sluming et al. Neuroimage 17 (2002) 1613-1622

• Changements structurels de l’hippocampe pendant un cycle menstruel. • X. Protopopescu et al. Hippocampus 18 (2008) 985-988

• Plasticité cérébrale chez les bilingues. • A. Mechelli et al. Nature 431 (2004) 757

• Études pour déterminer le temps nécessaire pour qu’un changement structurel se produit. • A.G. Thomas et al. Neuroimage 48 (2009) 117-125 • A. May et al. Cerebral Cortex 17 (2007) 205-210

• Innombrables études sur l’atrophie corticale chez les personnes agées / Alzheimer

Revue de littérature • Changement de matière grise secondaire à des stimuli douleureux

répétés. • S. Teutsch et al. Neuroimage 42 (2008) 845-849

• Augmentation de la concentration de matière grise dans l’air de Broca chez des musiciens. • V. Sluming et al. Neuroimage 17 (2002) 1613-1622

• Changements structurels de l’hippocampe pendant un cycle menstruel. • X. Protopopescu et al. Hippocampus 18 (2008) 985-988

• Plasticité cérébrale chez les bilingues. • A. Mechelli et al. Nature 431 (2004) 757

• Études pour déterminer le temps nécessaire pour qu’un changement structurel se produit. • A.G. Thomas et al. Neuroimage 48 (2009) 117-125 • A. May et al. Cerebral Cortex 17 (2007) 205-210

• Innombrables études sur l’atrophie corticale chez les personnes agées / Alzheimer

Revue de littérature • Changement de matière grise secondaire à des stimuli douleureux

répétés. • S. Teutsch et al. Neuroimage 42 (2008) 845-849

• Augmentation de la concentration de matière grise dans l’air de Broca chez des musiciens. • V. Sluming et al. Neuroimage 17 (2002) 1613-1622

• Changements structurels de l’hippocampe pendant un cycle menstruel. • X. Protopopescu et al. Hippocampus 18 (2008) 985-988

• Plasticité cérébrale chez les bilingues. • A. Mechelli et al. Nature 431 (2004) 757

• Études pour déterminer le temps nécessaire pour qu’un changement structurel se produit. • A.G. Thomas et al. Neuroimage 48 (2009) 117-125 • A. May et al. Cerebral Cortex 17 (2007) 205-210

• Innombrables études sur l’atrophie corticale chez les personnes agées / Alzheimer

Revue de littérature • Changement de matière grise secondaire à des stimuli douleureux

répétés. • S. Teutsch et al. Neuroimage 42 (2008) 845-849

• Augmentation de la concentration de matière grise dans l’air de Broca chez des musiciens. • V. Sluming et al. Neuroimage 17 (2002) 1613-1622

• Changements structurels de l’hippocampe pendant un cycle menstruel. • X. Protopopescu et al. Hippocampus 18 (2008) 985-988

• Plasticité cérébrale chez les bilingues. • A. Mechelli et al. Nature 431 (2004) 757

• Études pour déterminer le temps nécessaire pour qu’un changement structurel se produit. • A.G. Thomas et al. Neuroimage 48 (2009) 117-125 • A. May et al. Cerebral Cortex 17 (2007) 205-210

• Innombrables études sur l’atrophie corticale chez les personnes agées / Alzheimer

Temporal and Spatial Dynamics of Brain Structure Changes during extensive Learning

- Draganski, B. et al. Journal of Neuroscience 26(23) (2006) 6314-6317

• But: Changement structure cérébrale associés à l’apprentissage

• Méthode:

• 3 IRM chez 38 étudiants en médecine. • Protocole VBM

• Résultats: • Augmentation concentration de matière grise dans le lobule

pariétal supérieur et inférieur bilatéral entre 1er et 2e IRM, stabilisation au 3e.

• Augmentation continue de la concentration de matière grise dans l’hippocampe.

• Résultats: • Diminution de la

concentration de la matière grise dans les régions pariéto-occipitales bilatérales.

• Résultats: • Diminution de la

concentration de la matière grise dans les régions pariéto-occipitales bilatérales.

Est-ce que changements structurels = changements fonctionnels ?

Participants

• Cohorte d’envrion 15 étudiants de première année du programme de doctorat en médecine de l’Université de Sherbrooke

Méthode • 1ère session d’IRM sera réalisée en début d’année

académique et une 2e session d’IRM vers la fin de l’année académique.

• Protocole de VBM sera appliqué sur les images d’IRM de pondération T1.

• Session d’IRMf où les participants alternerons entre un état de base et un état d’activation neuronale selon une commande verbale.

• Analyse des donnés en utilisant le “Statistical Parametric Testing” (SPM)

Références • Draganski, B. et al. Changes in grey matter induced by training. Nature 427 (2004) 311-312

• Eleanor A. M, et al. Navigation-related structural change in the hippocampi of taxi drivers. PNAS 97.8

(2000) 4398-4403

• S. Teutsch et al. Changes in brain gray matter due to repetitive painful stimulation. Neuroimage 42 (2008) 845-849

• V. Sluming et al. Voxel-Based Morphometry Reveals Increased Gray Matter Density in Broca’s Area in Male Symphony Orchestra Musicians. Neuroimage 17 (2002) 1613-1622

• X. Protopopescu et al. Hippocampal Structural Changes Across the Menstrual Cycle. Hippocampus 18 (2008) 985-988

• A. Mechelli et al. Structural plasticity in the bilingual brain. Nature 431 (2004) 757

• A.G. Thomas et al. Functional but not structural changes associated with learning: An exploration of longitudinal Voxel-Based Morphometry. Neuroimage 48 (2009) 117-125

• A. May et al. Structural Brain Alterations following 5 Days of Intervention: Dynamic Aspects of Neuroplasticity. Cerebral Cortex 17 (2007) 205-210

• Draganski, B. et al. Temporal and Spatial Dynamics of Brain Structure Changes during extensive Learning. Journal of Neuroscience 26(23) (2006) 6314-6317

QUESTIONS ? Merci !