Les scientifiques optimisent les méthodes d’étude du cerveau

image : (à gauche) scans IRMf de marmousets éveillés et diversement drogués. Les colonnes de gauche (orange/rouge) montrent une activité localisée, tandis que les colonnes de droite (bleues) montrent les zones où des différences significatives ont été observées par rapport au moment où elles étaient éveillées. Mida, Dex, IsoDex et Propo montrent une conservation relativement bonne de l’activité cérébrale au repos. (à droite) Mouvement de la tête pendant la mesure.
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Crédit : Université métropolitaine de Tokyo

Tokyo, Japon – Une équipe dirigée par des chercheurs de l’Université métropolitaine de Tokyo a identifié les meilleures méthodes pour étudier l’état de repos du cerveau chez les ouistitis à l’aide de l’IRM fonctionnelle. Les études utilisent souvent des sédatifs et des anesthésiques pour limiter les mouvements pendant les mesures, mais les médicaments eux-mêmes peuvent affecter l’activité cérébrale. L’équipe a étudié sept médicaments et identifié des options qui préservent la fonction normale tout en minimisant les mouvements. Leur travail étend la portée de la recherche à un important organisme modèle.

Les organismes modèles sont des espèces étudiées par les scientifiques pour comprendre certains aspects de la biologie qui peuvent être pertinents pour d’autres organismes. Les spécimens couvrent un large éventail de tailles et d’espèces, de la levure de boulanger et des mouches des fruits aux cobayes. Récemment, le ouistiti commun, un petit primate d’Amérique du Sud, a suscité un grand intérêt, notamment en neurosciences. Malgré leur petite taille, ils conservent la structure cérébrale hautement développée des primates, permettant des recherches qui peuvent éclairer le fonctionnement de notre propre cerveau et comment nous pouvons surmonter les maladies qui affectent les fonctions cérébrales supérieures.

Un axe de recherche important est l’utilisation de l’IRM fonctionnelle (IRMf) pour étudier les cerveaux de ouistiti au repos. L’IRMf est une technique d’imagerie non invasive qui peut cartographier le flux sanguin dans le corps ; dans le cerveau, cela peut être associé à une activité localisée. Cela donne un aperçu unique du réseau de l’état de repos (RSN), le principal réseau de connexions entre les différentes parties du cerveau. Cependant, l’étude des ouistitis dans une machine IRMf nécessite des limites ; qui à son tour nécessite des sédatifs/anesthésiques pour minimiser la détresse des animaux. Les médicaments eux-mêmes peuvent interférer avec l’activité cérébrale, limitant la portée des résultats.

Ainsi, une équipe de chercheurs dirigée par le professeur agrégé Junichi Hata a entrepris d’étudier les médicaments qui ont le moins d’effet sur le RSN. Ils ont testé sept sédatifs et anesthésiques courants, comparé le RSN de l’animal éveillé et médicamenté, et ont également suivi les mouvements de la tête, ce qui pourrait affecter la qualité des données. Ils ont découvert que les médicaments Midazolam (Mida) et Dexmedetomidine (Dex) protégeaient le mieux la rétine, mais laissaient quelques traces de mouvement de la tête. Trois des cinq restants, l’Alfaxalone (Alfa), l’Isoflurane (Iso) et le Sevoflurane (Sevo), ont affecté de manière significative la fonction cérébrale, mais les deux derniers, le Propofol (Propo) et la combinaison d’Isoflurane et de Dexmedetomidine (IsoDex), ont été préservés. RSN suffisant tout en minimisant les mouvements. L’équipe a conclu que le Midazolam ou le Dexmédétomide avec quelques contentions légères peuvent être la solution la plus réaliste pour obtenir les informations les plus précises, mais lorsque la contention est difficile, le Propofol ou la combinaison Isoflurane/Dexmédétomide doit être utilisé.

Bien que la recherche sur le dosage approprié et ses effets sur la fonction cérébrale soit toujours en cours, ces résultats fournissent une orientation claire sur la manière dont les futures études sur les marmousets devraient être menées. De meilleures données signifient de nouveaux progrès passionnants dans la compréhension des fonctions cérébrales de haut niveau et des pathologies associées.

Ce travail a été soutenu par le Brain Mapping Program of Integrated Neurotechnologies for Disease Research de la Japan Medical Research and Development Agency (Grant Number JP21dm0207001), la subvention KAKENHI de la Japan Society for the Promotion of Science (Grant number). JP20H03630) et « MRT platform », un programme du projet de promotion de l’utilisation publique des infrastructures de recherche avancées du ministère de l’Éducation, de la Culture, des Sports, des Sciences et de la Technologie du Japon (numéro de subvention JPMXS0450400622).


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