Santé

Cerveau en 3D : les plus belles images

ActualitéClassé sous :médecine , cerveau , image

De très belles images de cerveaux de souris et surtout les plus résolutives jamais réalisées ont été rendues publiques. Un atlas en 3D permet désormais d'observer le cerveau de la souris sous tous les angles et fournit aux scientifiques un outil précieux pour leurs recherches.

Le cerveau de la souris observé par résonance magnétique offre de belles images et surtout un atlas 3D utile aux chercheurs. © G. Allan Johnson, Duke Center for In Vivo Microscopy

Un nouvel atlas du cerveau de souris en 3D vient d'être réalisé. La nouveauté ? La formidable résolution qualifiée d' « ultra-haute » car elle atteint quasiment l'échelle cellulaire ! Les chercheurs ont pour cela employé la technologie de résonance magnétique, connue pour être utilisée en imagerie médicale (IRM), mais en augmentant la résolution volumique d'un facteur 300.000, passant d'un pixel de 1x1x3 millimètres pour l'IRM à 21,5 micromètres de côté pour l'atlas !

Comparaison des images d'une même coupe de cerveau. La première (gauche) a été obtenue par observation optique alors que celle du milieu a été obtenue par résonance magnétique. La dernière (droite) est une coloration des différentes structures cérébrales identifiées grâce à la précision de l'imagerie par résonance magnétique. © G. Allan Johnson, Duke Center for In Vivo Microscopy

L'atlas a été effectué par des chercheurs du Duke Center for In Vivo Microscopy à l'université de Duke (États-Unis), grâce à des souris C57BL/6, très couramment utilisées dans les laboratoires de recherche. Pas moins de 14 individus âgés de 66 à 78 jours ont été observés. Leurs cerveaux ont été conservés dans leurs boîtes crâniennes, les tissus cérébraux intacts mais colorés afin d'améliorer le contraste. Ce protocole évite les déformations des tissus traumatisés par le froid ou la lame lors de la préparation de coupes histologiques. 

Les images des cerveaux de souris ont ensuite été acquises par trois différents protocoles de microscopie par résonnance magnétique, utilisant un champ magnétique 6 fois supérieur à celui d'un IRM. L'intégration des données permet d'obtenir une image « isotropique » du cerveau en trois dimensions, dont la résolution est excellente et équivalente quel que soit l'angle de vue adopté.

Les images du cerveau de souris, obtenues par résonance magnétique, sont isotropiques, c'est-à-dire que la résolution est aussi bonne quel que soit l'angle de vue adopté. Des coupes dans le plan frontal (en haut à gauche) ou dans le plan sagittal (en haut à droite) sont aussi informatives l'une que l'autre. © G. Allan Johnson, Duke Center for In Vivo Microscopy

Il est donc possible de réaliser des coupes virtuelles du cerveau selon l'angle ou l'inclinaison voulu, de manière à observer n'importe quelle région d'intérêt. Les observations par histologique conventionnelle (coloration de Nissl) sur quelques individus ont permis d'annoter précisément 37 structures cérébrales, qu'il est alors possible d'isoler virtuellement les unes des autres pour les observer indépendamment. 

Non seulement les images sont remarquables, mais elles seront surtout d'une utilité précieuse pour tous les chercheurs qui travaillent sur l'anatomie du cerveau. Puisque l'atlas est le résultat de l'intégration du cerveau de plusieurs souris, il confère une référence moyenne permettant de comparer le cerveau des souris soumises à des expérimentations (génétiques, médicamenteuses) et notamment la taille de certaines structures, à des souris saines de référence.