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Séminaire Visualiser et modéliser le cerveau

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Modélisation des bases biochimiques et physiologiques de l’imagerie fonctionnelle cérébrale
Agnès Aubert (Institut de Physiologie, Université de Lausanne) et Robert Costalat (UPMC / Inserm U483)

16 février 2005

Les méthodes d’imagerie fonctionnelle cérébrale, telles que l’Imagerie par Résonance Magnétique fonctionnelle (IRMf), la Tomographie par Émission de Positons (TEP) ou la Spectroscopie de Résonance Magnétique (SRM) sont de plus en plus employées comme moyen d’étude aussi bien en physiologie qu’en clinique. Cependant, les mécanismes sous-jacents, en particulier le couplage entre activité neurale, métabolisme énergétique et hémodynamique, restent difficiles à appréhender et surtout à quantifier. Afin d’améliorer l’interprétation des signaux d’imagerie fonctionnelle en termes physiologiques, nous avons élaboré un modèle mathématique des processus hémodynamiques et métaboliques mis en jeu lors d’une activation cérébrale. En collaboration avec les neurochirurgiens et neuroradiologues du CHU Pitié-Salpêtrière, nous appliquons cette approche à l’étude des gliomes intracérébraux, dans le but de mieux connai^tre leur histoire naturelle et de tenter d’expliquer certaines particularités des données d’imagerie fonctionnelle observées lors de ces tumeurs. Par ailleurs, nous avons élaboré un nouveau modèle mathématique des interactions entre neurones et astrocytes décrivant la compartimentation du métabolisme énergétique cérébral. Les résultats de ce modèle suggèrent fortement qu’une navette de lactate entre astrocytes et neurones, hypothèse proposée par Pellerin et Magistretti (1994 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91:10625), rend compte des cinétiques de lactate intracérébral, et dépend du décours temporel des stimulations neuronales et astrocytaires.

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Agnès Aubert Agnès Aubert (Institut de Physiologie, Université de Lausanne)

Robert Costalat Robert Costalat (UPMC / Inserm U483)