Biomarqueurs
Biomarqueurs personnalisés des altérations fonctionnelles multi-échelles dans l'épilepsie du lobe temporal
Ke Xie et al. 2025
Les patients souffrant d'une épilepsie pharmacorésistante présentent souvent des profils cognitifs et de neuroimagerie hétérogènes, ce qui complique la précision du diagnostic et de la planification des traitements. Nous avons élaboré des cadres de calcul intégrant l'imagerie multicentrique et multimodale à la modélisation normative avancée et à l'intelligence artificielle pour détecter les altérations cérébrales à l'échelle du patient individuel. Ces outils visent à localiser les zones épileptogènes, à prédire les résultats chirurgicaux et à orienter des stratégies thérapeutiques personnalisées afin d'améliorer les soins cliniques.
Altérations de la microstructure corticale, de la morphologie et de la fonction locale intrinsèque dans les tissus cérébraux présentant des ‘spike’ épileptiques chez les patients atteints d'épilepsie focale
Ella Sahlas et al. 2025
Cette étude a combiné l’IRM multimodale et l’ÉEG à haute densité. Les résultats ont révélé des changements microstructuraux et morphologiques dans les zones du cerveau générant des pointes épileptiques. Des changements supplémentaires ont été observés dans les zones présentant de fortes connexions fonctionnelles ou structurelles avec les sources des pointes, mais pas dans les zones adjacentes à ces sources. Ces découvertes nous permettent de mieux comprendre les relations entre la structure et la fonction cérébrales dans l'épilepsie, et elles mettent en lumière des marqueurs d'imagerie qui pourraient aider à identifier les tissus épileptogènes.
Le système cérébrovasculaire joue un rôle crucial dans le maintien de la structure et de la fonction de l'ensemble du cerveau. Cependant, chez les patients atteints d'épilepsie du lobe temporal (ELT) pharmacorésistante, le débit sanguin cérébral — mesuré par IRM non invasive avec marquage de spins artériels — est significativement réduit, principalement dans les régions fronto-temporales. Ces altérations vasculaires pourraient contribuer à la physiopathologie de l'ELT, affectant les structures mésiotemporales et s'étendant au-delà de celles-ci.
Validation multicentrique d'un algorithme de détection par apprentissage profond pour la dysplasie corticale focale
Ravnoor Gill et al. 2021
Chez les patients souffrant d'épilepsie pharmacorésistante, des lésions sont généralement visibles à l'IRM et la résection chirurgicale de cette lésion peut permettre l'arrêt des crises. Cependant, de nombreux patients ne présentent pas d'anomalie visible par les méthodes traditionnelles, et l'issue chirurgicale est alors moins favorable. Grâce à un algorithme d'apprentissage profond (deep learning) validé à l'échelle multicentrique, l'équipe a pu détecter des dysplasies corticales focales invisibles à l'IRM avec une sensibilité et une spécificité élevées.
La fonction de réponse hémodynamique varie selon la localisation anatomique et la pathologie dans le cerveau épileptique
Zhengchen Cai et al. 2025
Cette étude constitue la première investigation systématique de la variabilité de la fonction de réponse hémodynamique (HRF) à travers le cerveau épileptique. Nous avons identifié des classes de formes représentatives de la HRF et cartographié la distribution spatiale de ses caractéristiques dans les régions corticales et sous-corticales, révélant une variabilité structurée plutôt qu'aléatoire. Les caractéristiques de la HRF ont été liées à la pathologie sous-jacente en plus de la localisation anatomique, montrant des différences graduelles selon les types de pathologies. Ces résultats remettent en question les analyses classiques de l'IRMf dans l'épilepsie, qui reposent sur des HRF canoniques ou prédéfinies, et soutiennent l'utilisation de modélisations tenant compte de la région et de la pathologie. En établissant une bibliothèque de HRF pour l'ensemble du cerveau en libre accès pour l'épilepsie, ce travail jette les bases d'une modélisation de précision de la HRF. Il pourrait améliorer la cartographie fonctionnelle préchirurgicale, la localisation des zones épileptogènes et la connectivité, tout en faisant progresser la compréhension des altérations neurovasculaires dans les maladies neurologiques.
Épilepsie et cognition
Réorganisation différentielle des systèmes de mémoire épisodique et sémantique dans la pathologie mésiotemporale liée à l'épilepsie
Donna Cabalo et al. 2024
Cette recherche explore une approche novatrice pour établir le profil des réseaux de la mémoire chez les individus sains et les patients souffrant d'épilepsies pharmacorésistantes. En s'appuyant sur des techniques avancées de science des données appliquées à l'imagerie fonctionnelle, l'étude utilise une évaluation unique de scans IRM acquis à haut champ (3T et 7T). L'objectif est d'approfondir notre compréhension de l'organisation fonctionnelle des réseaux de la mémoire dans le cerveau humain, en mettant particulièrement l'accent sur la façon dont ces réseaux se réorganisent chez les patients présentant des lésions dans la région mésiotemporale et le lobe frontal. À terme, ce projet vise à contribuer à la prise de décision chirurgicale personnalisée et à l'identification de nouveaux biomarqueurs afin d'améliorer le pronostic des résultats chirurgicaux.
Des topographies neuronales atypiques sous-tendent le dysfonctionnement de la séparation des formes dans l'épilepsie du lobe temporal
Qiongling Li et al. 2021
Cette étude a exploré la manière dont le cerveau sépare des souvenirs similaires (un processus appelé « séparation des formes » ou pattern separation) en comparant des personnes saines à des personnes atteintes d'épilepsie du lobe temporal. Les scans cérébraux ont montré que les individus sains utilisaient plus efficacement des régions cérébrales spécifiques pour la mémoire, tandis que les patients présentaient des perturbations, établissant un lien entre les schémas cérébraux et la précision de la mémoire.
Désorganisation des systèmes de langage et de mémoire de travail dans l'épilepsie du lobe frontal versus temporal
Lorenzo Caciagli et al. 2023
Cette étude a examiné l'impact de l'épilepsie sur la pensée et la mémoire en comparant l'activité cérébrale de personnes atteintes d'épilepsie du lobe frontal et du lobe temporal. À l'aide de l'imagerie et de tests cognitifs, notre équipe a découvert des perturbations des réseaux cérébraux à la fois communes et distinctes entre les deux types. Ces conclusions pourraient aider à orienter les futurs traitements pour les troubles cognitifs liés à l'épilepsie.
Mécanismes
Preuves in vivo d'un dépôt accru de protéine tau dans l'épilepsie du lobe temporal
Raul Rodriguez-Cruces et al. 2025
Les personnes atteintes d'épilepsie du lobe temporal (ELT) pharmacorésistante peuvent accumuler des protéines tau nocives, soit des protéines mal repliées liées aux dommages cellulaires et à la neurodégénérescence. En utilisant un scan cérébral spécialisé (TEP) pour détecter ces dépôts anormaux, nous avons trouvé une augmentation de la protéine tau dans les régions de la mémoire et de la pensée chez les patients atteints d'ELT par rapport aux individus sains. Des niveaux de tau plus élevés étaient associés à une durée de maladie plus longue et à une connectivité cérébrale plus forte dans les zones touchées. Les patients présentant une plus grande accumulation de tau montraient également des troubles plus importants de la mémoire et de la pensée. Ces résultats suggèrent que l'accumulation de tau pourrait contribuer aux dommages cérébraux et au déclin cognitif dans l'ELT.
Associations entre le risque polygénique lié à l'épilepsie et la morphologie cérébrale durant l'enfance
Ngo et al. 2025
L'épilepsie du lobe temporal (ELT) est associée à des altérations cérébrales étendues et à une architecture génétique complexe, mais la transition entre les facteurs de risque génétiques et les vulnérabilités cérébrales demeure floue. En tirant profit d'initiatives récentes en imagerie génétique, des enfants en santé présentant un risque élevé d'ELT ont manifesté un amincissement cortical étendu, particulièrement dans les régions temporo-pariétales et fronto-centrales. Ces schémas reflétaient étroitement l'atrophie corticale observée chez les patients atteints d'ELT avec sclérose hippocampique, suggérant une voie commune entre la vulnérabilité génétique et les mécanismes de la maladie.
Les altérations des réseaux structurels dans l'épilepsie focale et généralisée évaluées dans une étude mondiale ENIGMA suivent les axes d'expression des gènes de risque d'épilepsie
Sara Larivière et al. 2022
Cette vaste étude internationale a établi un lien entre les changements des réseaux cérébraux dans l'épilepsie et les facteurs de risque génétiques. Les personnes atteintes d'épilepsie temporale ou généralisée présentaient des profils de connectivité cérébrale distincts. Ces profils correspondaient à l'expression de gènes liés à l'épilepsie, offrant un aperçu de l'interaction entre la génétique et la structure cérébrale, et ouvrant la voie à des diagnostics et des traitements plus ciblés.
Logiciels
Derrière certaines des recherches de pointe en imagerie cérébrale sur l'épilepsie menées au Neuro se trouve un ensemble d'outils disponibles gratuitement, développés par le MICA Lab. Ces outils incluent :
- micapipe : une boîte à outils entièrement automatisée pour le traitement et la fusion de données d'imagerie multimodale et de connectomique.
- BrainSpace : une boîte à outils pour la cartographie des gradients spatiaux dans l'organisation corticale.
- BrainStat : une boîte à outils Matlab/Python pour l'analyse statistique de données de surface/volume/parcelles (univariées et multivariées) et pour la contextualisation neurale multi-échelle.
- BigBrainWarp : intégration de l'histologie 3D avec la neuroimagerie et d'autres modalités neurobiologiques.
- Enigma Toolbox : un répertoire centralisé et mis à jour en continu de comparaisons méta-analytiques cas-témoins pour un large éventail de troubles.
- HippoMaps : un entrepôt de données ouvert et une boîte à outils pour la contextualisation des découvertes sur l'hippocampe par rapport à l'histologie post-mortem, l'imagerie in vivo et l'électrophysiologie.
Le MICA Lab a également publié des ensembles de données en libre accès, notamment le jeu de données MICs (imagerie multimodale acquise chez 50 témoins sains pour l'étude de l'organisation cérébrale multi-échelle) et le jeu de données MICA-PNI (données de neuroimagerie de précision multimodale acquises à ultra-haut champ de 7T).
