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Grenoble Institut des Neurosciences

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Évolution topologique des hubs dans l’état de conscience altérée post-traumatique : un marqueur de récupération fonctionnelle

le 30 novembre 2020
14h00 en visio-conférence

Soutenance de thèse du Dr Lydia Oujamaa

Le lundi 30 novembre 2020, Dr Lydia Oujamaa soutiendra sa thèse intitulée "Évolution topologique des hubs dans l’état de conscience altérée post-traumatique : un marqueur de récupération fonctionnelle".

Cette thèse a été préparée au GIN dans l'Equipe d'Emmanuel BARBIER.

Encadrement:

Chantal Delon Martin (GIN) et Sophie Achard (LJK)

Membres du jury:

Rapporteurs: Pr Pascal GIRAUX - St Etienne; Pr Jean-Jacques LEMAIRE - Clermont Ferrand; Pr Stein SILVA - Toulouse
Examinateurs: Pr Anne GUERIN DUGUE - Grenoble; Pr Jacques LUAUTÉ - Lyon; Pr Pierre BOUZAT - Grenoble
Invités: Dr Fabien SCHNEIDER - St Etienne

Résumé:

Ce travail doctoral s’inscrit dans le champ de la recherche translationnelle. Nous avons voulu explorer la plasticité cérébrale post-lésionnelle qui sous-tend la restauration de la conscience après un coma traumatique. L’étude de la connectivité fonctionnelle de repos, c’est à dire de la corrélation temporelle du signal BOLD (blood oxygenation level dependent) entre régions cérébrales, a été appliquée à une cohorte de 36 patients traumatisés crâniens graves sortant de réanimation. A cette date, les patients pouvaient se trouver en état de conscience altérée ou être conscients. Nous avons réalisé une étude transversale et longitudinale : une 1ère IRM fonctionnelle en condition de veille de repos était réalisée à la sortie des soins intensifs et une seconde après un séjour de un mois en rééducation post-réanimation. Ainsi, à l’aide de la méthode des graphes, nous avons exploré l’intérêt diagnostique et pronostique de la connectivité fonctionnelle lors de la réémergence de la conscience après coma traumatique. Nous avons centré notre analyse sur un index de perturbation des hubs qui traduit la redistribution des connexions fonctionnelles dans le graphe. Les hubs du réseau cérébral, qui physiologiquement concentrent le plus de connexions, ont été caractérisés avec plusieurs métriques d’intégration, de ségrégation et de centralité dans le transfert d’information. Nos résultats suggèrent qu’une perturbation de la topologie des hubs fonctionnels est objectivement "cartographiable" et qu’elle est corrélée à l’évolution neurologique clinique après agression cérébrale. En effet, notre étude a montré que, chez le traumatisé crânien grave adulte, ce marqueur de perturbation fonctionnelle du réseau cérébral est sensible, dans une analyse de groupe, à l’état de conscience (patients conscients vs en état de conscience altérée) et à sa restauration au cours du temps. L’index de perturbation des hubs est également sensible à une autre dimension clinique : la prédiction du handicap neurologique à 6 mois post-coma. La computation des données de connectivité en une méta-donnée, l’index de perturbation des hubs de l’ensemble du réseau cérébral, permet d’aller plus loin qu’un modèle descriptif de la plasticité cérébrale après coma (d’altération ou de restitution de connectivité dans un ou plusieurs réseaux). Ainsi, la restitution de la capacité du cerveau à traiter de l’information locale dans les hubs fonctionnels serait nécessaire à la ré-émergence de la conscience après coma traumatique. Ce résultat est original car dans la littérature actuelle, basée sur les théories de l’espace de travail global et de l’intégration de l’information, l’atteinte traumatique cérébrale est modélisée comme une altération de la connectivité à longue distance et donc de l’intégration fonctionnelle. Cette étude pilote était un pré-requis pour évaluer à l’avenir cet index de perturbation fonctionnelle cérébrale à l’échelle individuelle et objectiver la réponse thérapeutique (psychostimulants, électrostimulation cérébrale....) de patients en état de conscience altérée.