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Des prédictions étonnantes basées sur la connectivité cérébrale

Le cerveau à tous les niveaux, le 15 février 2016, 15h02
Des prédictions étonnantes basées sur la connectivité cérébrale
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Des prédictions étonnantes basées sur la connectivité cérébrale

Le premier, publié en octobre dernier dans la revue Nature Neuroscience par Emily S. Finn et ses collègues est intitulé « Functional connectome fingerprinting: identifying individuals using patterns of brain connectivity ». Comme le suggère ce titre, on a réussi à identifier des individus avec l’empreinte non pas de leur doigt, mais de leur cerveau ! Une technique d’imagerie cérébrale centrée sur la connectivité fonctionnelle entre les différentes régions du cerveau a en effet permis de prédire avec un taux de réussite supérieur à 90% qui était l’individu dans le scan uniquement en comparant les données de sa connectivité fonctionnelle générale à celle des autres individus de l’étude (126 sujets en tout).

De l’avis de ceux et celles qui suivent cela de près, c’est un résultat impressionnant car l’identification pouvait se faire d'au moins deux façons : à partir de la comparaison des connectomes du réseau du mode par défaut des différents individus; ou encore lors du passage du mode par défaut à une tâche donnée.

La seconde étude, intitulée « A neuromarker of sustained attention from whole-brain functional connectivity” a été publiée en novembre dans la même revue par Monica D. Rosenberg et de nombreux collègues ayant aussi participé à la première étude. On y démontre cette fois qu’une plus ou moins grande connectivité fonctionnelle entre certaines régions du cerveau (toujours observée avec la même technique d’imagerie cérébrale) correspond avec beaucoup de précision aux capacités d’attention d’un sujet.

Des modèles construits à partir de ces patterns de connectivité plus ou moins bons pour l’attention soutenue permettent même de prédire les capacités attentionnelles d’un nouvel individu. En d’autres termes, on vous met dans un scan, on analyse le pattern de connectivité fonctionnelle de votre cerveau (quelles régions ont tendance à « travailler ensemble »), et l’on peut vous dire à quel point vous aller être capable de soutenir votre attention dans une tâche d’attention subséquente. Et lorsque vous faite ce genre de tâche, vos résultats confirment la prédiction !

Deux mots en terminant sur les représentations graphiques accompagnant ces articles. D’abord pour dire à quel point elles permettent de saisir tout de suite visuellement la signature particulière de chaque type de connectome. La légende par code de couleur permet aussi d’avoir une petite idée des principales grandes régions interconnectées, et ce, pour chaque hémisphère.

Notons enfin que l’on conserve toujours ici l’expression « Limbic » (en bleu) malgré les débats sur l’unité fonctionnelle de cet ensemble de structures qu'on appelle le "système limbique". Débat dont nous parlerons à la prochaine séance du cours de l’UPop Montréal sur les intuitions d’Henri Laborit sur le cerveau, puisqu’il fut l’un des premiers à introduire dans le monde francophone cette distinction anatomique popularisée dans les années 1960 par Paul MacLean.

A Needle in the Connectome: Neural ‘Fingerprint’ Identifies Individuals with ~93% accuracy
Functional connectome fingerprinting: identifying individuals using patterns of brain connectivity
Linking sustained attention to brain connectivity.
A neuromarker of sustained attention from whole-brain functional connectivity