Médecine

Mieux voir dans le cerveau des nouveau-nés

L’imagerie par résonance magnétique sert déjà à explorer le cerveau des nouveau-nés en cas de problème. Plus douce, plus légère et moins coûteuse, une nouvelle méthode d’imagerie par ultrasons pourrait la concurrencer

Que se passe-t-il dans le cerveau d’un nouveau-né juste après sa naissance? L’imagerie au chevet du nourrisson est extrêmement délicate, ne serait-ce que parce qu’il est difficile d’immobiliser un bébé. En pratique, elle n’est utilisée que lorsqu’on soupçonne des dysfonctionnements ou des lésions cérébrales.

Par exemple chez les grands prématurés, dont 20 à 30% présentent des troubles neurocognitifs sévères. Ou lorsqu’un manque d’oxygénation du cerveau engendrant le plus souvent des crises d’épilepsie se produit à la naissance. Dans ces cas-là, il est urgent de savoir ce qui se passe dans le cerveau du bébé pour intervenir au plus vite si nécessaire.

Technologie actuelle performante mais contraignante

Les moyens dont on dispose aujourd’hui sont soit légers mais peu précis, comme l’échographie traditionnelle et l’électroencéphalographie (EEG). Ou alors beaucoup plus performants mais très contraignants, telle l’imagerie par résonance magnétique (IRM), dont l’usage a été popularisé dès la fin des années 1990 à l’Hôpital des enfants de Genève par la pédiatre Petra Hüppi.

Or près de 75% des données acquises chez le nourrisson en IRM sont inutilisables car le bébé se réveille souvent pendant l’examen, à cause du bruit généré par l’appareil. Et tant l’échographie que l’IRM fournissent des images anatomiques du cerveau à un instant donné, alors que les pédiatres aimeraient souvent suivre son évolution en temps réel.

10 000 images par seconde

Une nouvelle méthode pourrait bien changer la donne: l’imagerie fonctionnelle ultrasonore. L’équipe française qui l’a mise au point vient d’apporter la preuve dans une étude publiée dans Science Translational Medicine que cette technique, légère et peu coûteuse, est efficace au chevet du nourrisson. Pour acquérir les images, il suffit d’installer une simple sonde à ultrasons, reliée par un câble à un système Doppler mobile, sur la fontanelle du nourrisson au moyen d’un bandeau et d’un bonnet, ce qui ne l’empêche ni de bouger ni de dormir.

Derrière la simplicité de l’appareillage se cache une technologie très élaborée: l’échographie à effet Doppler ultra-rapide née au début des années 2000 dans le laboratoire de Mickaël Tanter et Mathias Fink à l’ESPCI (Ecole supérieure de physique et de chimie industrielle) à Paris. Ultra-rapide, car elle acquiert jusqu’à 10 000 images par seconde au lieu des 50 de l’échographie Doppler classique. Du coup, alors que cette dernière n’est capable que d’explorer les gros vaisseaux sanguins, l’échographie ultra-rapide peut, quant à elle, mesurer les changements de débit sanguin dans les petits vaisseaux de 100 à 150 microns qui sont directement corrélés à l’activité des neurones.

Autrement dit, à l’instar de l’IRM, elle est capable de mesurer quasiment en direct l’activité des neurones. Seul écueil, la boîte crânienne constitue un obstacle à la pénétration des ultrasons.

Données inédites

L’équipe de Mickaël Tanter a donc eu l’idée d’utiliser sa technique pour faire de l’imagerie fonctionnelle auprès des nouveau-nés, chez qui la fontanelle n’est pas encore refermée. Et pour prouver son intérêt, elle a étudié deux cas, l’activité cérébrale de nourrissons en bonne santé selon deux phases du sommeil, et de nourrissons prématurés atteints de troubles corticaux pendant et en dehors de leurs crises d’épilepsie. Conclusion: dans les deux cas, la sonde échographique ultra-rapide obtient les mêmes résultats que ceux trouvés par EEG pour le sommeil ou avec l’IRM pour l’épilepsie.

Dans le deuxième cas, elle apporte même des données inédites, non disponibles avec l’IRM, et qui montrent une propagation des flux sanguins cérébraux entre et pendant les crises d’épilepsie. «Notre méthode est la seule à permettre ainsi de localiser avec précision le foyer des crises, dans les cas où il n’existe pas de lésion à l’origine de l’épilepsie», commente Olivier Baud, cosignataire de l’étude. Le pédiatre vient de quitter son poste de chef de service en néonatalogie à l’Hôpital Robert Debré à Paris pour un poste similaire aux Hôpitaux universitaires de Genève, où l’appareil sera également installé.

Identifier plus tôt l’autisme

Il ajoute: «Avec l’échographie fonctionnelle, nous pourrons aussi surveiller en temps réel le fonctionnement du cerveau du nouveau-né en cas d’une chute de tension ou d’une infection afin de savoir s’il faut ou non le traiter. Alors qu’aujourd’hui on le soigne souvent en aveugle par précaution.» A plus long terme, ce qu’envisage aussi l’équipe, c’est d’établir des cartes de connectivité des régions du cerveau afin d’identifier le plus tôt possible des troubles neuro-développementaux comme l’autisme.

Pour l’heure, comme le fait remarquer Cyril Poupon, directeur de l’unité d’imagerie NeuroSpin du Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives: «L’étude est très convaincante, mais la technique, limitée à l’imagerie en deux dimensions, est cantonnée à explorer des plans de coupe, à la différence des images tridimensionnelles de l’IRM.» Un argument auquel Mickaël Tanter répond en annonçant que la 3D est déjà dans les cartons.

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