Lead
Il n’existe actuellement pas de technique de microscopie qui soit adaptée à l’exploration du cerveau humain in vivo et de manière non-invasive. L’imagerie par resonance magnétique (IRM) de diffusion s’est affirmée récemment comme une technique très prometteuse pour caractériser la microstructure du tissu biologique à une échelle cellulaire, inférieure à la résolution spatiale de l’image. Le défi principal de l’IRM microstructurelle est de décoder l’information contenue dans le signal IRM de diffusion au moyen de modèles biophysiques appropriés, pour en extraire des informations sur la micro-architecture du tissu. Après le succès de la caractérisation microstructurelle de la substance blanche du cerveau, la recherche se tourne depuis peu vers le pendant de ces méthodes dans la substance grise, afin de mieux comprendre de nombreuses maladies neurodégénératives et psychiatriques.

Lay summary

Nos travaux récents ont permis le développement d’un nouveau modèle (NEXI) optimisé pour le cortex cérébral et qui permet d’obtenir des cartes paramétriques de sa microstructure. Le projet proposé repose sur 3 objectifs: (i) Optimiser la méthode NEXI pour les scanners IRM cliniques et le cerveau humain ; (ii) Développer une cartographie de fluctuations neuronales dynamiques, pour détecter l’activité cérébrale ; (iii) Introduire les nouvelles méthodes d’IRM microstructurelle dans des études cliniques, pour avancer la compréhension de mécanismes pathologiques, en particulier ceux de la psychose. 

L’IRM microstructurelle sera essentielle à notre compréhension de tous les processus physiologiques et pathologiques du cerveau. Cette technique est parfaitement adaptée aux études pré-cliniques et cliniques, lui conférant un potentiel hors-pair en neurosciences fondamentales ainsi qu’en recherche translationnelle. Enfin, elle peut mettre en lumière le lien entre structure et fonction du cerveau à une échelle mésoscopique toute nouvelle, et potentiellement révolutionner la modélisation des réseaux neuronaux.