Trouver le trouble bipolaire avec l'IRM

Cet article – un reportage dans Examen de la technologie Le numéro imprimé de décembre 2005/janvier 2006 – a été divisé en trois parties pour une présentation en ligne. C'est la partie 1 ; partie 2 paraîtra le mardi 24 janvier et partie 3 le mercredi 25 janvier.

Lorsque Bradley Peterson, psychiatre et chercheur à l'Université Columbia, m'a proposé de scanner mon cerveau avec un imageur à résonance magnétique de la taille d'une petite remorque Airstream, j'ai immédiatement dit oui. J'ai passé 10 minutes à remplir une liste de contrôle d'une page (j'ai menti sur la question demandant si j'étais claustrophobe) et encore quelques minutes à vider mes poches et à me débarrasser des clés, de la montre-bracelet et du stylo, qui pourraient devenir des missiles à l'intérieur du puissant aimant magnétique de l'IRM. domaine.

Je me suis allongé sur une palette étroite qui a glissé dans la machine comme un tiroir dans une morgue. La machine gémit et tinta en scrutant à l'intérieur de mon crâne, puis se tut. Avec un léger ronronnement, la palette a glissé et je me suis détendu. À peu près le temps qu'il faut pour graver quelques CD sur mon ordinateur portable, Peterson était penché sur un écran, me montrant une image détaillée en noir et blanc de mon cerveau.

Les scintigraphies cérébrales comme celle que j'ai eue sont maintenant routinières, utilisées pour tout, de la détection des signes d'accident vasculaire cérébral à la recherche de tumeurs suspectes. Mais des chercheurs comme Peterson poussent la technologie IRM plus loin que quiconque ne l'aurait cru. Au cours de la dernière décennie environ, l'IRM a été réorganisée pour révéler non seulement l'anatomie du cerveau, mais également son fonctionnement.

Alors que les IRM conventionnelles, comme celle que Peterson m'a donnée, révèlent des structures physiologiques, une variante appelée IRM fonctionnelle (IRMf) peut désormais également imager le flux sanguin au fil du temps, permettant aux chercheurs de voir quelles zones du cerveau sont actives au cours de certaines tâches.

En effet, les études d'IRMf au cours des dernières années ont fourni aux chercheurs des images saisissantes du cerveau réellement au travail. Une extension encore plus récente est la spectroscopie IRM, un autre type d'imagerie fonctionnelle qui surveille l'activité de produits chimiques particuliers dans le cerveau - fournissant des indices différents sur la fonction cérébrale que l'IRMf. Et plus récemment, des chercheurs ont mis au point une technique d'IRM appelée imagerie du tenseur de diffusion (DTI) qui produit des images 3D du frêle réseau de fils en araignée qui relie une partie du cerveau à une autre.

L'IRM est devenue, selon Robert Desimone, directeur du McGovern Institute for Brain Research au MIT, l'outil le plus puissant pour étudier le cerveau humain. Je compare cela à l'invention du télescope pour les astronomes. Desimone note que l'arrivée du télescope n'a pas immédiatement révolutionné la compréhension scientifique de l'univers. Cela a pris du temps, car les chercheurs ont appris à utiliser leur nouvel outil.

La même chose se produit avec l'IRM, dit Desimone. Les chercheurs commencent tout juste à réaliser le potentiel de ces techniques, qui ont été largement utilisées pour la première fois chez l'homme il y a une quinzaine d'années. Vous voyez beaucoup d'enthousiasme sur le terrain, dit Desimone.

Plusieurs avancées techniques ont contribué à l'amélioration de l'IRM. En tête de liste se trouve le développement d'aimants IRM plus puissants, qui permettent des analyses plus détaillées et à plus haute résolution. Ce que sont les mégapixels pour un appareil photo numérique, le teslas, une mesure de l'intensité du champ magnétique, le sont pour les IRM : plus vous en avez, meilleure est la qualité de l'image. Les IRM les plus récentes génèrent des champs magnétiques d'environ sept teslas, des milliers de fois plus puissants que le champ magnétique terrestre et au moins deux fois plus puissants que ceux généralement utilisés dans les hôpitaux. (Certains centres de recherche, dont le McGovern Institute, disposent d'appareils d'IRM de 9,4 teslas pour les études animales.)

Un autre développement clé est une succession de méthodes d'analyse informatique de plus en plus complexes. Ceux-ci permettent aux chercheurs d'extraire des informations plus nombreuses et de meilleure qualité à partir des données du scanner et ont amélioré non seulement l'IRMf, mais également la spectroscopie IRM et le DTI.

L'objectif ultime de la recherche en imagerie cérébrale est d'aider à expliquer comment les milliards de neurones et de connexions dans le cerveau donnent lieu à la réflexion. Mais les chercheurs appliquent également les nouvelles techniques d'IRM à un objectif plus concret et immédiat : améliorer le diagnostic et le traitement des maladies mentales et des troubles de l'apprentissage. L'espoir est que l'imagerie IRM fournira un diagnostic beaucoup plus précis des maladies psychiatriques dont les symptômes peuvent se ressembler, évitant ainsi des années de souffrance aux patients prenant les mauvais médicaments.

Dans le cadre de cet effort, les chercheurs utilisent l'IRM pour étudier les causes non seulement des maladies psychiatriques, mais de toutes sortes d'anomalies cérébrales et de troubles de l'apprentissage, y compris ceux que l'on trouve souvent chez les enfants nés prématurément. Et tandis que les tentatives d'utilisation de l'imagerie cérébrale pour améliorer les soins de santé psychiatrique ont rencontré peu de succès au cours de la dernière décennie, les nouvelles technologies d'IRM - en substance, des télescopes beaucoup plus puissants sur l'esprit - offrent un nouvel espoir de trouver de meilleurs moyens d'intervenir.

Empreinte digitale bipolaire

L'un des leaders dans l'effort d'enrôler l'IRM dans le diagnostic et le traitement des affections psychiatriques est John Port à la Mayo Clinic à Rochester, MN. Port est un neuroradiologue qui a commencé sa carrière en étudiant le génie électrique et l'informatique au MIT et a ensuite obtenu un doctorat en biologie cellulaire et un doctorat en médecine de l'Université de l'Illinois. Il est donc bien placé pour rechercher à la fois la technologie de base de l'IRM et ses applications en médecine.

Les travaux de Port sur l'IRM pourraient avoir une large application en psychiatrie, mais pour l'instant, il se concentre sur son intérêt particulier : le trouble bipolaire. Également appelé maniaco-dépression, le trouble bipolaire se caractérise par des sautes d'humeur allant de l'exubérance sauvage à la dépression profonde, avec des périodes de stabilité entre les deux. Les radiographies ou les IRM conventionnelles ne montrent aucune différence entre le cerveau des personnes atteintes de trouble bipolaire et celles qui en sont dépourvues ; les revues médicales sont jonchées de tentatives infructueuses d'utilisation de l'imagerie pour trouver des signes distinctifs de la maladie.

Port pense que beaucoup de ces tentatives étaient scientifiquement erronées. J'ai une liste de bêtes noires d'un kilomètre de long, dit-il. Il existe un million d'études, mais les patients peuvent prendre six médicaments différents. Alors, quand vous voyez quelque chose de différent, est-ce les médicaments ? Ou est-ce qu'il se passe quelque chose ? Un autre problème avec de nombreuses études antérieures, dit-il, est qu'elles incluaient trop peu de patients. Vous ne pouvez rien dire de 10 patients. Beaucoup de recherches n’ont pas été aussi rigoureuses qu’elles devraient l’être.

En effet, malgré des années de travail, les neuroscientifiques ne savent toujours pas ce qui cause le trouble bipolaire, ni exactement quelles parties du cerveau sont impliquées. Ce manque de connaissances a gravement entravé la recherche de moyens plus sûrs et plus efficaces de traiter la maladie. Les principaux médicaments pour le trouble bipolaire, le lithium et le Depakote, existent depuis des décennies.

Les deux ont été découverts par accident, lorsque des chercheurs essayant de faire autre chose ont remarqué que les médicaments soulageaient les symptômes des patients atteints de trouble bipolaire. Et bien que les médicaments puissent être raisonnablement efficaces chez certaines personnes, les médecins n'ont aucune idée de leur mode d'action ou des patients les plus susceptibles d'en bénéficier. Afin de trouver de meilleurs produits pharmaceutiques, les chercheurs doivent être en mesure de cibler les mécanismes ou les structures exacts impliqués dans le trouble bipolaire.

L'identification des mécanismes pourrait également conduire à une évaluation plus précise du trouble. Souvent, le diagnostic en psychiatrie se fait par une sorte d'essai et d'erreur, dans lequel un psychiatre fait une supposition fondée sur le comportement ou les symptômes autodéclarés d'un patient, prescrit un médicament et voit si cela aide ou non. Si ce n'est pas le cas, le psychiatre envisage un diagnostic différent et un médicament différent, jusqu'à ce que quelque chose commence à fonctionner.

Ce dont les psychiatres ont besoin, c'est d'un test qui leur donnera la réponse : ce patient a la maladie ou pas, dit Port. Lui et d'autres chercheurs espèrent que les scanners IRM offriront le diagnostic définitif. Et pour les professionnels de la santé mentale, cela changerait tout. Je consacre le reste de ma carrière à proposer un test d'imagerie qui aidera les psychiatres à diagnostiquer le trouble bipolaire et d'autres maladies, dit Port.

Demain : Un regard plus approfondi sur les technologies de la spectroscopie IRM et du DTI.

Le livre le plus récent de Paul Raeburn est Familiarisé avec la nuit , un mémoire sur l'éducation d'enfants souffrant de dépression et de trouble bipolaire.

Image de la page d'accueil avec l'aimable autorisation de John Port.

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