Télencéphale
Atlas HCP-MMP

Vue d'ensemble

1. Au fur et à mesure de l'amélioration des connaissances sur le cerveau se sont améliorées, les cliniciens ont appris que le cerveau est composé de réseaux complexes qui interagissent pour exécuter des fonctions clés.

• Alors que les neurochirurgiens peuvent généralement prédire et préserver la fonction corticale primaire via les cortex visuels et moteurs primaires, la préservation des fonctions cognitives supérieures, moins bien localisées dans des régions auparavant considérées comme " silencieuses ", s’est avérée plus difficile.
• Cela se traduit, en post-opératoire par des problèmes cognitifs, de jugement ou de mémoire imprévus après une intervention chirurgicale apparemment réussie, comme par exemple dans le cortex orbitofrontal (Anatomy and white matter connections of the orbitofrontal gyrus 2018).

2. Ces régions corticales silencieuses sont plus complexes et redondantes sur le plan anatomique que nos précédentes méthodes d’enquête ne peuvent l’expliquer.

Ces méthodes sont basées sur l'observation :

• la morphologie cérébrale, i.e. gyri et sillons,
• les aires de Brodmann, décrites il y a plus d'un siècle.

3. La tractographie de la substance blanche à haute résolution et de modalités d'imagerie basées sur un réseau telles que l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle au repos (rsfMRI), ont la capacité de fournir de nouvelles informations sur l'organisation de la connectivité cérébrale (Alterations in resting-state functional connectivity of the default mode network in amnestic mild cognitive impairment: an fMRI study 2017).

À l’heure actuelle, la plus grande limite à l’introduction de ces technologies dans la pratique clinique est l’énorme complexité du cerveau et les défis inhérents à la compréhension des données dérivées d’un système aussi complexe et variable que le cerveau humain.

HCP (Human Connectome Project)

Le Human Connectome Project (HCP) est un effort de cartographie cérébrale multi-institutionnel à grande échelle, financé par des fonds publics, dont l’objectif est de publier des données relatives à la connectivité cérébrale d’individus en bonne santé.

1. Les données du HCP ont fourni une carte révisée de régions corticales qui ont reclassé les aires de Brodmann traditionnelles en fonction :

• de la connectivité fonctionnelle,
• du degré de myélinisation,
• de l'épaisseur corticale et
• des schémas de parcellisation corticale (A multi-modal parcellation of human cerebral cortex (2016) et Neuroanatomical Supplementary pour une étude plus complète).

2. Ce projet a permis d'augmenter le nombre de régions corticales, des 47 aires principales de Brodmann à 180 régions corticales distinctes.

3. Les défis sont gigantesques.

• Les données supplémentaires couvrent à elles seules 90 pages de texte (Neuroanatomical Supplementary pour une étude plus complète).
• Par nécessité, les données sont présentées sous forme de cartes plates et d'autres formats peu familiers qui ne sont pas anatomiques, manquent d'indices contextuels et, par conséquent, prêtent à confusion pour les chirurgiens.
• De nombreuses régions sont petites et nichées dans des fentes cérébrales que nous remarquons rarement ( difficultés d'étudier les sillons tertiaires).

4. Malgré ces défis, l’évolution vers une nomenclature et une anatomie qui simplifient le cerveau en sous-unités plus gérables et définies rationnellement ouvre la possibilité de définir les résultats chirurgicaux d’une manière plus précise que " frontal " ou " pariétal ".

Atlas HCP-MMP

Nous utiliserons, quand cela sera nécessaire, l'atlas de la parcellisation multimodale du projet Human Connectome Project ou HCP-MMP, i.e. (Human Connectome Project-MultiModal Parcellation), avec son extension récente, i.e. HCPex.

Une analyse de 157 études d'IRMf basées sur les tâches a été réalisée pour identifier les régions du cerveau relatives à la sémantique basée sur la catégorisation des mots visuels et des objets, des mots sonores et des histoires (Parcellation-based anatomic model of the semantic network 2021).

Pour plus de clarté, nous emploierons le terme région pour cet atlas et aires pour les aires de Brodmann, car certains termes identiques ne se superposent pas forcément, par exemple 45.

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  Vous pouvez lire : A Connectomic Atlas of the Human Cerebrum (2018), qui comprend plusieurs chapitres détaillant les régions et leurs fonctions et A multi-modal parcellation of human cerebral cortex (2016) et Neuroanatomical Supplementary pour une étude plus complète.

HCPex

Une version modifiée et étendue du HCP-MMP, i.e. HCPex, a été développée (An extended Human Connectome Project multimodal parcellation atlas of the human cortex and subcortical areas 2022).

• L'atlas original avec 360 aires corticales a a été modifié dans HCPex pour faciliter son utilisation avec des logiciels de neuroimagerie volumétrique, tels que SPM, FSL et MRIcroGL.
• HCPex est également une version étendue de l'atlas original dans laquelle 66 aires sous-corticales, i.e. 33 dans chaque hémisphère ont été ajoutées, comme l'amygdale, le thalamus, le putamen, le noyau caudé, le noyau accumbens, le globus pallidus, les corps mamillaires, les noyaux septaux et le noyau basal ( logiciel HCPex)

Autre atlas

Un atlas différent est proposé dans le cadre de la cytoarchitectonique et l'architectonique des récepteurs en tant que corrélats biologiques de la fonction et de la connectivité.

Cet atlas utilise des cartes probabilistes cytoarchitectoniques tridimensionnelles des aires corticales et des noyaux de l'Atlas Julich-Brain pour étudier les relations structure-fonction (Linking Brain Structure, Activity, and Cognitive Function through Computation 2022).

Les cartes sont liées au BigBrain en tant que modèle de référence microanatomique et espace modèle (BigBrain: Maps et Models).

Techniques de visualisation du cerveau