EPFL EPFL: chaque cerveau possède sa propre empreinte

Un chercheur de l'EPFL a identifié les signes de l'activité du cerveau qui constituent notre empreinte cérébrale, au même titre qu'une empreinte digitale. Ces travaux pourraient être utiles dans la détection précoce de maladies neurologiques.

Chaque individu possède sa propre empreinte cérébrale, et celle-ci peut évoluer dans le temps, selon cette étude publiée dans la revue Sciences Advances.

«Le but de ma recherche est d'analyser et de comprendre les réseaux et les connexions dans le cerveau, notamment les liens entre ses différentes parties. Pour travailler là-dessus, nous utilisons des IRM qui mesurent l'activité cérébrale sur une période définie», explique Enrico Amico, du Centre de neuroprothèses et Laboratoire de traitement d’images médicales de l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL).

Grâce aux données obtenues, les chercheurs se révèlent capables de produire un résumé de cette activité qui se traduit sous la forme d'un graphique représenté sous forme de matrices colorées. Ce type de technique de modélisation est connu dans les milieux scientifiques sous le nom de «neuroscience des réseaux» ou «connectomique du cerveau».

«Tout est dans ces graphiques appelés connectomes cérébraux fonctionnels», précise le chercheur, cité vendredi dans un communiqué de l'EPFL.

Le connectome est une carte des réseaux neuronaux. En l'observant, il est possible de déterminer ce que la personne est en train de faire durant son scanner. Si elle est inactive ou si elle exécute une tâche par exemple. Les connectomes changent en fonction de l'exercice cérébral et des régions sollicitées.

Moments très courts

Grâce à ce tableau, il a pu être établi que chaque cerveau possède sa propre empreinte, comme une empreinte digitale. Le chercheur lausannois est notamment parvenu à réduire le temps d'IRM nécessaire.

«On s'est rendu compte que l'on retrouve des indications de l'empreinte cérébrale sur des moments très courts. Nous n'avons donc pas besoin d'une IRM qui résume l'activité cérébrale sur 5 minutes par exemple. On peut se contenter d'un temps d'observation plus concis», note le chercheur. Ainsi, dès 1 minute 40, certaines données s'avèrent détectables.

Ses analyses ont également permis de montrer que les informations détectées le plus rapidement proviennent des parties sensorielles du cerveau. Notamment celles liées aux mouvements des yeux et de l'attention visuelle.

Au fil du temps, les régions du cortex frontal, celles qui sont associées à des fonctions cognitives plus complexes, commencent également à révéler des informations uniques à chacun d'entre nous.

Troubles neurologiques

La prochaine étape consistera à comparer les empreintes cérébrales de patients en bonne santé et de patients souffrant d'Alzheimer. De précédents travaux du scientifique lausannois ont montré que les caractéristiques uniques qui composent l'empreinte cérébrale disparaissent avec la progression de la maladie.

«C'est comme si une personne atteinte d'Alzheimer perdait son identité cérébrale», conclut Enrico Amico. Dans cette optique, les applications potentielles pourraient inclure la détection précoce de maladies neurologiques où les empreintes cérébrales disparaissent.

La technique pourrait être utilisée chez des patients atteints d'autisme, d'accident vasculaire cérébral, ou même chez des sujets souffrant de toxicomanie.

uc, ats