Bernard C , Catheline G in Neurobiology of Aging

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 Oct;36(10):2812-20. doi: 10.1016/j.neurobiolaging.2015.07.002. Epub 2015 Jul 9

 

CNRS UMR 5287 – INCIA / Institut de Neurosciences cognitives et intégratives d’Aquitaine / Neuroimagerie et cognition humaine / Equipe de Michèle Allard
Co-responsable(s) : Joël Swendsen / Rattachée à l’unité : Institut de Neurosciences cognitives et intégratives d’Aquitaine – Jean-René Cazalets

Gwenaëlle Catheline : Le déficit en mémoire épisodique est une des caractéristiques de la Maladie d’Alzheimer (MA) et de sa phase prédémentielle. La force des études de cohortes en population de sujets âgés est de disposer d’évaluations neuropsychologiques répétées pendant de nombreuses années, qui permettent d’identifier les sujets inscrits dans un processus dynamique de déclin cognitif, ces sujets représentant un groupe pertinent pour étudier la phase présymptomatique de la MA. L’objectif de cette étude est de caractériser les modifications fonctionnelles de l’état de repos chez des sujets présentant un déclin en mémoire épisodique pendant 10 ans, par rapport à des sujets sans déclin. Dans le cadre de la cohorte 3Cités-Bordeaux, nous avons constitué un sous-groupe de sujets qui présentaient un déclin en mémoire épisodique modélisé sur 10 ans. Nous avons ensuite comparé ces sujets (n=22) à des sujets dont les performances en mémoire épisodique sont restées stables (n=22). Dans une première analyse, nous avons utilisé un outil statistique, Network Based Statitstics (NBS) qui permet d’étudier les coefficients de corrélation temporelle entre les différentes régions cérébrales sur la base de l’intensité des fluctuations du signal BOLD. Après application de tests de permutations, cette analyse permet de mettre en évidence une différence de réseau entre les deux groupes (Figure 1). D’après cette analyse, les sujets ayant un déclin en mémoire épisodique présentent une diminution de connectivité fonctionnelle au sein d’un réseau centré sur le PCC par rapport à des sujets sans déclin. Dans une deuxième analyse, nous avons cette fois utilisé la théorie des graphes pour caractériser la topologie des réseaux fonctionnels dans nos deux groupes de sujets.

Figure 1 : Réseau présentant une diminution de connectivité fonctionnelle chez des sujets avec déclin mnésique comparé à des sujets sans déclin. Chaque région est représentée par un cercle dont la taille dépend du nombre de connections au sein du réseau et les liens sont représentés par une ligne. Ces résultats sont présentés avec BrainNet Viewer et surperposés sur des surfaces corticales. (cliquez sur le schéma pour agrandir)

Nous avons pu mettre en évidence des différences de centralité au niveau du PCC, qui résultent d’une augmentation du degré et de l’intermédiarité de ce nœud (Figure 2). Les sujets qui déclinent en mémoire épisodique pendant 10 ans présentent : 1/ des diminutions de l’intensité de connectivité fonctionnelle dans un réseau cérébral où le PCC occupe une place centrale; 2/ une organisation topologique différente, se traduisant par une augmentation de la centralité du PCC. L’ensemble de ces résultats met en évidence une organisation fonctionnelle au niveau du PCC caractéristique du déclin en mémoire épisodique chez le sujet âgé. Ces résultats confirment le rôle primordial du PCC et plus largement du réseau de repos auquel appartient le PCC, le Default Mode Network (DMN) dans les processus de mémoire épisodique. D’autre part, ce dysfonctionnement du PCC est également décrit chez des sujets en phase prédémentielle et démentielle ce qui laisse penser que l’altération fonctionnelle au niveau du PCC et plus largement du DMN pourrait constituer une vulnérabilité au développement de la MA.

Figure 2 : Régions cérébrales présentant des différences de centralité (degré et/ou d’intermédiarité) chez les sujets présentant un déclin en mémoire épisodique comparés à un groupe sans déclin. Les régions affichées en rouge présentent une augmentation de centralité chez les sujets avec déclin, alors que les régions affichées en bleu présentent une diminution de leur centralité. Ces résultats sont présentés avec BrainNet Viewer et surperposés sur des surfaces corticales. 

Charlotte Bernard 1er auteur est en post doctorat dans l’ équipe VIH de François Dabis. Centre de recherche INSERM U897 Université de Bordeaux – ISPED