L’alignement Structurel et Fonctionnel du Cerveau
L’alignement Structurel et Fonctionnel du Cerveau peut différer avec le Sexe, l’âge et peut-être la Génétique, suggère la Recherche. Le degré auquel le cerveau s’aligne sur ses modèles de tâches peut différer avec le sexe et l’âge; ainsi qu’être héréditaire. Recommande une recherche publiée par les chercheurs de Weill Cornell Medicine. L’étude révèle que ce placement pourrait en outre avoir des ramifications sur la cognition.
Les résultats publiés le 12 juillet dans Nature Communications aide à faire la lumière sur l’un des plus grands secrets de la biologie – le fonctionnement de l’esprit, selon l’auteur principal, le Dr Amy Kuceyeski, enseignante agrégée de mathématiques au département de radiologie et également en neurosciences dans la famille Feil. Brain ainsi que Mind Research Study Institute de Weill Cornell Medicine. Plus précisément, l’étude de recherche est une première étape pour comprendre le lien entre le câblage physique à l’esprit et son flux d’activité.
L’alignement Structurel et Fonctionnel du Cerveau: le maquillage et la physiologie de l’esprit
« Des points aussi fondamentaux que la façon dont le maquillage et la physiologie de l’esprit s’alignent ne sont pas reconnus chez les gens », a expliqué le Dr Kuceyeski, qui dirige le laboratoire de recherche en connectique informatique de la division de radiologie de Weill Cornell Médecine. « Si nous devons avoir la capacité de traiter efficacement les maladies mentales ou neuropsychiatriques, nous devons comprendre à quel point la structure du cerveau, ainsi que ses caractéristiques, s’impliquent. »
Pour commencer à déchiffrer cette énigme, le premier auteur Zijin Gu, doctorant en ingénierie des systèmes électriques et informatiques au campus de Cornell à Ithaca et participant au Computational Connectomics Lab a évalué les informations de 941 jeunes; des adultes en bonne santé rejoignant le Human Connectome Projet. Le projet Connect Human est un effort important mené par les Instituts nationaux de cartographie toutes les voies de bien-être dans le fonctionnement de l’humain.
L’imagerie par vibration magnétique (IRM)
Gu a utilisé d’imagerie par vibration magnétique (IRM) for examinateur des données du cerveau ou des faisceaux d’axones myélinisés; qui envoient des signaux électriques. Ensuite, elle a comparé cela avec des données IRM utiles à l’état de repos; qui découvrent des modèles de tâches mentales et peuvent faire la lumière sur la façon dont différentes régions mentales collaborent lorsqu’un individu est simplement assisté dans le scanner IRM. En utilisant ces appareils, Gu a montré que la connexion entre les circuits cérébraux (alias connexion structurelle); et la coactivation de l’esprit (alias connexion pratique) variait dans diverses parties du cerveau. Les connexions structurelles et fonctionnelles qu’elles ont localisées ont été alignées dans les détails du cerveau associés au traitement des informations esthétiques; et dans les zones sous-corticales du cerveau dans les tâches telles que la mémoire et les émotions.
Cependant, le degré de positionnement entre la structure physique de l’esprit dans ces domaines ainsi que leur activité varie selon les individus et était également plus similaire parmi les personnes concernées par l’étude de recherche; telles que les frères et sœurs ou les jumeaux. Plus précisément, un alignement étroit entre le câblage structurel et l’activité utile des zones sous-corticales; et du cervelet s’est avéré avoir un élément héréditaire solide avec des ressemblances étroites entre les personnes qui étaient apparentes.
Le niveau de connectivité dans diverses régions du cerveau était également lié à l’âge; au sexe et à l’efficacité des personnes lors de tests cognitifs.
« Les hommes ont tendance à avoir une plus grande connectivité architecturale-fonctionnelle se combinant dans l’attention ainsi que les réseaux limbiques; tandis que les femmes avaient une plus grande connectivité architecturale-fonctionnelle se combinant dans les réseaux sous-corticaux ». A ainsi déclaré Zijin Gu.
L’alignement Structurel et Fonctionnel du Cerveau : les différences sexuelles
Ces différences sexuelles pourraient contribuer à clarifier pourquoi les hommes et les femmes présentent généralement des signes et des symptômes uniques avec des problèmes cérébraux comme l’autisme ou le TDAH; a expliqué le Dr Kuceyeski. “S’il existe des différences sexuelles dans le placement architectural et fonctionnel dans le cerveau, cela pourrait nous donner des idées sur les raisons pour lesquelles le comportement ou les signes et symptômes varient chez les hommes et les femmes avec un développement mental atypique”; à-elle déclarée.
L’équipe, qui comprend en outre le Dr Keith Jamison, affilié à l’étude de recherche du Computational Connectomics Lab. Et le Dr Mert Sabuncu, professeur agrégé d’ingénierie des systèmes électriques et informatiques à Cornell; ainsi qu’en radiologie à Weill Cornell Medication, prévoit de garder les informations sur les adolescents et les personnes âgées dans la tâche du connectome humain pour plus d’informations sur la connexion entre la structure du cerveau et également sur la durée de vie. Ils se préparent également à « développer un modèle mental dans une boîte », en utilisant la modélisation mathématique. Ainsi que l’apprentissage automatique pour recréer certains des modèles qu’ils ont décrit dans cette étude.
“Cette étude est une étape principale dans la compréhension de l’alignement structurel et fonctionnel du cerveau humain“; a déclaré le Dr Kuceyeski. “Nous pouvons utiliser ces détails pour tenter de déterminer les changements qui se produisent à la suite d’une maladie du cerveau; ce qui peut aider à diriger la croissance de nouvelles thérapies.”
Publié à l’origine sur News Medical. Lire l’article original.
Référence: Gu, Z., et al. (2021) Heritability and interindividual variability of regional structure-function coupling. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-021-25184-4.
