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Chacun de nous possède un schéma unique d’activité cérébrale, qui peut être identifié après avoir passé moins de deux minutes dans un scanner cérébral. Un connectome est un résumé des connexions neuronales d’une personne produit par des scanners cérébraux.

Les connectomes

Ces cartes sont généralement représentées sous la forme de matrices multi-carrées dont les couleurs indiquent les parties du cerveau qui sont synchronisées et celles qui ne le sont pas. Enrico Amico, de l’université de Genève (Suisse), et ses collègues ont examiné les données d’imagerie cérébrale de 100 personnes pour déterminer à quel moment un connectome unique et identifiable pouvait être créé.

Des études antérieures ont montré que ces cartes peuvent être utilisées pour identifier des individus. Cependant, la construction d’un connectome nécessite généralement des données provenant de plusieurs IRM réalisées à plusieurs heures d’intervalle. « Nous voulions donc savoir quel était le temps minimum nécessaire dans un scanner pour obtenir un connectome fiable », explique M. Amico.

Le défi est d’autant plus grand que le connectome, contrairement à d’autres méthodes d’identification comme les empreintes digitales, évolue dans le temps. « L’activité cérébrale est un processus complexe et dynamique », explique M. Amico. Mais les chercheurs ont constaté que certaines parties du connectome pouvaient être liées au schéma unique d’activité neuronale d’un individu, même à partir d’une seule IRM fonctionnelle.

Créer un connectome en 1 minute et 40 secondes

« Si l’on examine de courtes fenêtres temporelles, les parties les plus identifiables de l’activité proviennent des zones sous-corticales et sensorielles du cerveau », explique M. Amico. Les chercheurs ont découvert qu’ils pouvaient créer des connectomes uniques en 1 minute et 40 secondes, et qu’ils réussissaient à identifier les individus à partir de ces connectomes dans 95 % des cas.

L’équipe prévoit d’utiliser ensuite cette méthode pour étudier le cerveau des personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer. « D’après mes premiers résultats, il semble que les caractéristiques qui rendent un connectome unique disparaissent progressivement au fur et à mesure que la maladie progresse », explique M. Amico. « Il devient plus difficile d’identifier les personnes sur la base de leurs connexions ».

« Les scanners cérébraux sont des mesures notoirement bruyantes, nous avons donc tendance à faire la moyenne des observations sur les groupes », explique Petra Vertes, de l’université de Cambridge. « Le domaine ne fait que passer des observations au niveau du groupe à des résultats qui s’appliquent au niveau individuel.

Des implications cliniques

« Dans ce contexte, il est remarquable que des caractéristiques individuelles du fonctionnement du cerveau apparaissent après moins de deux minutes de balayage. S’il s’avère que ces empreintes cérébrales peuvent également être utilisées pour nous informer sur les maladies, alors ce temps de balayage comprimé pourrait avoir des implications cliniques importantes. »

Cette recherche a été publiée dans Science Advances.

Source : New Scientist
Crédit photo : Pexels