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Les Connectogrammes

Les connectogrammes sont des représentations graphiques de connectomique, le domaine d'étude dédié à la cartographie et à l'interprétation de toutes les connexions de fibre de matière blanche dans le cerveau humain. Ces graphiques circulaires basés sur des données d'IRM de diffusion utilisent la théorie des graphes pour représenter les connexions de la matière blanche et les caractéristiques corticales pour des structures cérébrales simples, des sujets ou des populations.

Le connectogramme est une représentation graphique de la connectique cérébrale. Cette représentation a été proposée pour la première fois en 2012. Les représentations circulaires des connexions sont utilisées dans un certain nombre de disciplines autre que la neurologie, parmi ces disciplines on peut citer la représentation de certains aspects des épidémies, des réseaux géographiques, les temps de la musique, de la diversité dans les populations d'oiseaux ou encore des données de la génomique.

Les connectogrammes sont de forme circulaire, la moitié gauche représentant l'hémisphère gauche et la moitié droite représentant l'hémisphère droit. Les hémisphères sont décomposés en lobe frontal, le cortex insulaire, le lobe limbique, lobe temporal, le lobe pariétal, lobe occipital, les structures sous-corticales et le cervelet. En bas, le tronc cérébral est également représenté entre les deux hémisphères. Au sein de ces lobes, chaque zone corticale est étiqueté avec une abréviation et une couleur propre lui est attribué.

Cette couleur peut être utilisée pour désigner ces mêmes régions corticales dans d'autres figures, comme les surfaces parcellaires du cerveau dans l'image adjacente, de sorte que le lecteur puisse trouver les zones corticales correspondantes sur une surface géométriquement précise et voir exactement à quel point les régions connectées peuvent être disparates.

À l'intérieur de l'anneau de surface corticale, les cercles concentriques représentent chacun des attributs différents des régions corticales correspondantes. De l'extérieur à l'intérieur, ces anneaux métriques représentent le volume de la matière grise, la surface, l'épaisseur corticale, la courbure ainsi que le degré de connectivité (la proportion relative de fibres initiant ou se terminant dans la région par rapport à l'ensemble du cerveau).

À l'intérieur de ces cercles, des lignes relient les régions qui sont structurellement reliées. La densité relative (nombre de fibres) de ces connexions se reflète dans l'opacité des lignes, de sorte que l'on peut facilement comparer les différentes connexions et leur importance structurelle. L'anisotropie fractionnée de chaque connexion se reflète dans sa couleur.

Utilisation :
Cartographie du cerveau

Dans les années 2010, la recherche concentre ses efforts pour cartographier l'ensemble du cerveau humain et ses connexions. Dans ce contexte, il est devenu de plus en plus important de trouver des moyens de représenter graphiquement de grandes quantités de données impliquées dans la connectomique. La plupart des autres représentations du connectome utilisent trois dimensions et nécessitent donc une interface utilisateur graphique interactive. Le connectogramme permet d'afficher 83 régions corticales dans chaque hémisphère et afficher visuellement les zones structurellement connectées, le tout sur une surface plane. Il est donc commodément classé dans les dossiers des patients ou à afficher en version imprimée. Les graphiques ont été développés à l'origine à l'aide de l'outil de visualisation Circos.

Utilisation clinique

Au niveau individuel, les connectogrammes peuvent être utilisés pour documenter le traitement des patients présentant des anomalies neuroanatomiques. Par exemple, les connectogrammes sont utilisés pour suivre la progression de la récupération neurologique des patients ayant subi une lésion cérébrale traumatique (TBI). Ils ont également été appliqués à Phineas Gage, un patient célèbre, pour estimer les dommages à son réseau neuronal (ainsi que les dommages au niveau cortical - l'objectif principal des études antérieures sur Gage).


A propos de l'auteur

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LAMRANI AMIROUCHE