La complexité du cerveau en fait un organe particulièrement difficile à étudier malgré les progrès technologiques. L’électroencéphalogramme (EEG), comme les techniques optiques, permet d’enregistrer l’activité neuronale chez l’animal mobile, mais les zones étudiées sont limitées par la taille des électrodes ou la diffraction de la lumière. D’un autre côté, l’imagerie par ultrasons ou functional ultrasound (fUS), comme l’imagerie par résonance magnétique (IRM), enregistre les variations de flux sanguins dans le cerveau. Les neurones actifs nécessitant un apport important de sang, l’afflux sanguin dans une zone est le reflet de l’activité neuronale dans cette même zone. Cependant, ces techniques demandent une immobilité totale des sujets.

Imagerie électro-encéphalographique. © Inserm/CRICM – Plateau MEG/EEG – Inserm U975

Deux équipes dirigées par Ivan Cohen de l’Unité Inserm 1130 « Neuroscience Paris Seine » et Mickaël Tanter de l’Unité Inserm 979 « Physique des ondes pour la médecine » à l’institut Langevin (ESPCI/CNRS), ont réussi à améliorer la méthode fUS afin de la rendre portable et utilisable sur des rats éveillés et mobiles, simultanément à l’EEG.

Afin de démontrer l’intérêt de cette nouvelle méthodologie pour des questions pathologiques, les chercheurs se sont intéressés aux mécanismes cérébraux de rats reproduisant des crises épileptiques.

« Grâce à cette technologie de pointe, nous avons observé de manière précise les modifications du débit sanguin, signes précurseurs de la survenue de la crise épileptique » explique Ivan Cohen, chargé de recherche Inserm.

L’étude des mécanismes cérébraux de l’animal mobile ouvre de nombreuses perspectives dans la compréhension des comportements et des pathologies neurologiques, en cartographiant les régions cérébrales qui leurs sont associées.  En particulier, cette technologie permettra d’associer les données neurologiques et vasculaires qui jouent un rôle clé dans des pathologies comme les démences, les accidents vasculaires cérébraux, les épilepsies, et la maladie d’Alzheimer.