Récemment, lutilisation généralisée de limagerie par résonance magnétique (IRM) a attiré lattention sur le large éventail de leucoencéphalopathies qui peuvent être rencontrés cliniquement – ces troubles mettent en évidence la déconnexion comme thème central des neurosciences cognitives.1 Dans cet article, les leucoencéphalopathies seront abordées comme des problèmes cliniques courants qui éclairent le rôle de la substance blanche à la fois dans la fonction cognitive normale et dans les syndromes de déconnexion faisant lobjet dune attention croissante. Cet accent mis sur la substance blanche influence non seulement les soins de nombreux patients neurologiques et psychiatriques, mais ajoute de manière significative au programme de recherche des neurosciences cognitives.
Aspects scientifiques fondamentaux de la matière blanche
La matière blanche occupe près de la moitié du volume du cerveau adulte. Environ 165 000 km de fibres myélinisées évoluent dans et entre les hémisphères, 4 reliant les zones de matière grise corticale et sous-corticale en un réseau extraordinairement complexe de structures interconnectées. Sur les trois types de systèmes de fibres – projection, association et commissural – les deux derniers sont principalement consacrés aux fonctions cognitives, tandis que les fibres de projection servent de base aux systèmes élémentaires moteur et sensoriel. Au niveau microscopique, les axones qui investissent la myéline dans le cerveau sont un mélange de 70% de lipides et 30% de protéines, ce qui augmente considérablement la vitesse de conduction par le phénomène de conduction saltatoire. De plus en plus de preuves appuient lidée que les dommages à la myéline, et en particulier aux axones, réduisent la vitesse de la cognition en association avec le ralentissement de la vitesse de conduction.3
En général, la substance blanche dans le cerveau peut être considérée comme permettant transfert dinformations, contrairement au traitement de linformation entretenu par la matière grise. La cognition normale nécessite ces deux caractéristiques, permettant des opérations mentales spécifiques dans des domaines tels que la mémoire, le langage et la fonction visuospatiale, ainsi que lefficacité avec laquelle elles sont effectuées.Une distinction parallèle utile est que la matière blanche fournit une macroconnectivité dans le cerveau – entre régions éloignées de la matière grise – par opposition à la microconnectivité se produisant dans la matière grise via la fonction synaptique. Les étendues de matière blanche connectent donc des régions de matière grise largement dispersées en ensembles neuronaux cohérents – des réseaux de neurones distribués – qui sont censés médier tous les aspects de la fonction supérieure.5
La neuroanatomie précise de la substance blanche nest comprise que de façon rudimentaire niveau, car la plupart des informations ont été recueillies à partir détudes de traçage chez des primates non humains et de recherches limitées sur des cerveaux humains post-mortem. par conséquent, la fonction de ces tractus ne peut être déduite quen termes provisoires.Limportance de la substance blanche pour la cognition humaine est suggérée par de nombreuses sources de données, y compris une mine dinformations sur le rôle des systèmes myélinisés dans le développement, le vieillissement et la neurologie comportementale. .3 La matière blanche peut également être cruciale dans lévolution humaine – une étude récente dIRM a conclu que le volume de matière blanche préfrontale est le trait distinctif singulier entre le cerveau des humains et des primates non humains.6
Leucoencéphalopathies
Dans la pratique neurologique clinique, les troubles de la substance blanche sont couramment observés à tous les âges, et leur prévalence augmente à mesure que lidentification de nouvelles leucoencéphalopathies par IRM progresse continuellement. La sclérose en plaques (SEP) est la maladie de la substance blanche du SNC la plus connue chez les adultes, mais elle nest que lune des plus de 100 entités cliniques dans lesquelles la substance blanche est affectée de manière proéminente ou exclusive.3 Génétique, démyélinative, infectieuse, inflammatoire, toxique, métabolique, vasculaire , les troubles traumatiques, néoplasiques et hydrocéphaliques peuvent tous produire des leucoencéphalopathies et, remarquablement, une certaine forme de troubles neurocomportementaux a été associée à tous les troubles décrits précédemment.3 comme la leucoaraiose (LA). Bien que lorigine et la signification cognitive de ces lésions aient été controversées, il semble de plus en plus probable que lAL résulte généralement dune ischémie cérébrale et, lorsquelle est suffisamment grave, a des conséquences importantes sur la fonction cognitive.7
Les détails de la leucoencéphalopathie perturbe une fonction plus élevée a reçu une étude plus formelle. En raison du fait que la plupart des troubles de la substance blanche sont neuropathologiquement diffus ou multifocaux, le syndrome clinique le plus important semble être une déficience cognitive; ce syndrome peut être suffisamment grave pour répondre aux critères de démence, auquel cas le terme «démence de la substance blanche» est approprié.La perte cognitive ou la démence due à la leucoencéphalopathie peuvent être sous-diagnostiquées de manière significative, car elles sont généralement bénignes au début et sont facilement confondues avec un vieillissement normal ou une maladie psychiatrique. Les syndromes neurocomportementaux focaux tels que laphasie, lapraxie, lagnosie et lamnésie peuvent également résulter de lésions de la substance blanche, 1,9 et une variété de syndromes neuropsychiatriques ont été provisoirement associés à des troubles de la substance blanche.9 Dans tous ces cas, la déconnexion du gris normalement lié zones de matière par les lésions de substance blanche fournit un cadre utile pour lexamen des effets cliniques.
Neuroimagerie
Lintroduction de lIRM au début des années 1980 a exercé un effet profond sur la neurologie. Lun de ses avantages les plus impressionnants était la capacité à permettre une imagerie in vivo de la substance blanche comme jamais auparavant. LIRM a permis de voir directement la substance blanche et ses lésions, ce qui a conduit à de nombreuses avancées dans la compréhension de maladies telles que la SEP, dans laquelle la pathologie de la substance blanche est une caractéristique essentielle. Plus récemment, des technologies supplémentaires sont apparues, qui élargissent encore les possibilités détudier ces troubles. Une telle méthode, limagerie par tenseur de diffusion (DTI), a le potentiel didentifier les zones de substance blanche et de caractériser les lésions qui les interrompent; une large gamme de conditions normales et anormales peut être éclairée par l’application de cette «tractographie». Une autre innovation est la spectroscopie par résonance magnétique (MRS), qui permet une «biopsie non invasive» des régions de substance blanche pour déterminer leurs constituants chimiques. Le MRS promet de révéler, entre autres phénomènes, le degré de dommage axonal qui accompagne une lésion de la substance blanche, fournissant ainsi des informations plus détaillées sur létendue des dommages neuropathologiques et le potentiel de guérison. rejoignent donc les technologies impressionnantes capables de représenter lactivité métabolique corticale – la tomographie par émission de positons (TEP) et lIRM fonctionnelle (IRMf). La combinaison de limagerie structurelle et fonctionnelle offre une opportunité sans précédent de définir les réseaux neuronaux distribués qui assurent la médiation des opérations cognitives.10
Implications cliniques
Les défis cliniques posés par les leucoencéphalopathies impliquent la prévention, le diagnostic, le pronostic et En termes de prévention, par exemple, les nouvelles données cliniques et de neuroimagerie indiquent de plus en plus que lAL peut être bénigne jusquà ce quun certain fardeau dimplication soit dépassé, de sorte quune attention vigoureuse aux facteurs de risque cérébrovasculaire, tels que lhypertension, le diabète sucré, lhypercholestérolémie, lobésité et le tabagisme peuvent être poursuivis pour éviter lapparition de la démence.11 Le diagnostic de leucoencéphalopathie est peut-être la question clinique la plus courante et peut impliquer une variété de tests sanguins, urinaires et de liquide céphalo-rachidien en plus des procédures neuroradiologiques.3 Le pronostic de diverses leucoencéphalopathies est important pour prédire lévolution clinique avec autant dac curacy que possible12. Enfin, le traitement de ces troubles est vital et dépend naturellement du processus pathologique spécifique impliqué; les thérapies traditionnelles pour les maladies démyélinatives et autres troubles de la substance blanche pourraient bientôt être complétées par des méthodes conçues pour améliorer la remyélinisation grâce à lutilisation de la technologie des cellules souches.13
Opportunités de recherche
Une foule de questions de recherche passionnantes sont évidentes dans le contexte de la matière blanche et de sa fonction. Au niveau de la neuroanatomie, il reste encore beaucoup de travail à faire pour établir lidentité et la localisation précises des étendues de matière blanche. Il nest pas inconcevable que toute lanatomie de la macroconnectivité dans le cerveau humain soit révisée à la lumière des découvertes des techniques modernes de neuroimagerie, telles que le DTI. Avec ces informations, il deviendra possible de développer une compréhension plus profonde des réseaux de neurones distribués qui assurent la médiation des fonctions supérieures en combinant la tractographie avec la neuroimagerie fonctionnelle dans le but de localiser les opérations cognitives. Les neurologues du comportement, les neuropsychologues et les neuropathologistes peuvent ajouter leur expertise pour fusionner les données cliniques et pathologiques dans la compréhension croissante des troubles de la substance blanche.14 Tout comme les lésions focales de la substance blanche ont fourni la base de létude de nombreux syndromes de déconnexion classiques1, les leucoencéphalopathies diffuses et multifocales cèdent de plus en plus à létude multidisciplinaire de la connectivité en cours.15
Résumé
Les leucoencéphalopathies représentent un groupe important et en expansion de troubles neurologiques qui présentent une opportunité unique pour létude de la substance blanche, des syndromes de déconnexion et Neuroscience cognitive. Après avoir été relativement négligée dans létude de la cognition en raison de lacunes majeures dans la compréhension de sa structure et de sa fonction, la matière blanche a maintenant pris une place plus importante dans la compréhension des relations cerveau-comportement.Avec les progrès impressionnants de la neuroimagerie alliés aux approches cliniques et neuropathologiques, on peut sattendre à des progrès continus dans ce domaine, ce qui aura des implications importantes pour les cliniciens et les chercheurs en neurosciences.