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HDR – Gwenaëlle Catheline

7 September 2015

“Neuroimagerie du vieillissement cognitif: approche multimodale”

Le vieillissement s’accompagne de modifications cérébrales tant sur le plan structurel que fonctionnel. Si certaines des altérations macroscopiques ont été décrites dès le 19ème siècle par des études réalisées sur des cerveaux en post-mortem, l’avènement de la neuroimagerie de ces 20 dernières années a permis de réaliser des descriptions in vivo sur un grand nombre de sujets. Plus précisément, l’innocuité de l’Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) a permis de répéter les examens d’IRM permettant un suivi longitudinal du cerveau de sujets âgés sur de larges cohortes en population.

Ces études longitudinales offrent un cadre propice à l’étude des phases asymptomatiques des neuropathologies du vieillissement, la plus fréquente étant la maladie d’Alzheimer (MA).

Mes travaux de recherche actuels sur le vieillissement cérébral reposent sur deux cohortes de ce type, la cohorte 3-Cités (sujets inclus à Bordeaux) et la cohorte AMImage. Dans une première série de travaux, je me suis intéressée aux modifications morphologiques survenant au niveau de la substance grise (SG) et à leurs relations avec la performance mnésique du sujet âgé.
Dans une seconde série de travaux reposant sur l’imagerie de diffusion, je me suis intéressée aux modifications structurelles survenant au niveau de la substance blanche (SB) et à leurs relations avec les modifications de la SG, et ce plus spécifiquement dans le réseau limbique.

Plus récemment, j’ai étudié les modifications de l’architecture fonctionnelle des réseaux chez des sujets âgés présentant un déclin en mémoire épisodique. L’utilisation de différentes modalités d’IRM indique que le déclin mnésique du sujet âgé s’accompagne de modifications structurelles et fonctionnelles de la partie postérieure du système limbique, incluant l’hippocampe et le Cortex Cingulaire Postérieur (PCC). La convergence de ces résultats m’amène à m’intéresser aux déclins d’autres processus cognitifs et aux déficits moteurs afin de déterminer la spécificité de ces modifications cérébrales.

Dans ce projet, je souhaite développer l’analyse multimodale en partie au travers de la théorie des graphes, afin d’aborder la question de l’interrelation structure/fonction inhérente à l’étude des réseaux cérébraux. J’élargirai également l’aspect multimodal des analyses à l’imagerie des plaques amyloïdes.

Deux autres projets concerneront des éléments pouvant avoir des répercussions sur la santé cognitive du sujet âgé : le cycle veille/sommeil et l’activité physique. Les perturbations du cycle veille/sommeil pourraient constituer un facteur de vulnérabilité de déclin cognitif ; au contraire l’activité physique est considérée comme un facteur de préservation cognitive. Dans le premier cas, des données d’actimétrie sont récoltées au cours du deuxième suivi de la cohorte AMImage ; ces données seront mises en relation avec l’état structurel et fonctionnel des réseaux cérébraux ; nous faisons l’hypothèse que des modifications des réseaux seront mises en évidence et pourraient en partie expliquer les modifications cognitives des sujets âgés.
Concernant le dernier projet, l’impact de l’activité physique sur la cognition au travers de ses effets sur les réseaux cérébraux sera évalué dans une étude interventionnelle ViAGeCo. Mon projet de recherche devrait fournir des éléments de compréhension sur la physiopathologie du vieillissement cérébral et par la même pourrait donner des arguments aux politiques de prévention à mettre en place pour un vieillissement réussi.

Mots clés : vieillissement cérébral, IRM, VBM, DTI, IRMf au repos, théorie des graphes hippocampe, cingulum, fornix, déclin cognitif, Maladie d’Alzheimer, phase présymptomatique.

PCC characteristics at rest in 10-year memory decliners.
Bernard C, Dilharreguy B, Helmer C, Chanraud S, Amieva H, Dartigues JF, Allard M, Catheline G.
Neurobiol Aging. 2015 Jul 9. pii: S0197-4580(15)00358-9. doi: 10.1016/j.neurobiolaging.2015.07.002.
PMID: 26234756