Une étude établit un lien entre un cycle quotidien de la température cérébrale et la survie après une lésion cérébrale traumatique

Auparavant, les études sur la température du cerveau humain reposaient sur la saisie de données de patients cérébrolésés en soins intensifs, où une surveillance directe du cerveau est souvent nécessaire. Plus récemment, une technique de balayage du cerveau, appelée spectroscopie par résonance magnétique (MRS), a permis aux chercheurs de mesurer la température cérébrale de manière non invasive chez des personnes en bonne santé. Jusqu’à présent, cependant, la SRM n’avait pas été utilisée pour explorer la façon dont la température du cerveau varie tout au long de la journée, ou pour examiner comment l’« horloge biologique » d’un individu l’influence.

La nouvelle étude, dirigée par des chercheurs du Medical Research Council (MRC) Laboratory for Molecular Biology, à Cambridge, au Royaume-Uni, a produit la première carte 4D de la température du cerveau humain sain. Cette carte renverse plusieurs hypothèses précédentes et montre à quel point la température du cerveau varie selon la région du cerveau, l’âge, le sexe et l’heure de la journée. Il est important de noter que ces découvertes remettent également en question une croyance largement répandue selon laquelle la température du cerveau et du corps humain est la même.

La recherche, publiée dans la revue Cerveau, comprenaient également une analyse des données de patients atteints de lésions cérébrales traumatiques, montrant que la présence de cycles quotidiens de température cérébrale est fortement corrélée à la survie. Ces résultats pourraient être utilisés pour améliorer la compréhension, le pronostic et le traitement des lésions cérébrales.

Variation frappante de la température cérébrale dans la santé

Pour étudier le cerveau sain, les chercheurs ont recruté 40 volontaires, âgés de 20 à 40 ans, pour être scannés le matin, l’après-midi et tard le soir pendant une journée, à l’Edinburgh Imaging Facility, Royal Infirmary of Edinburgh.

Surtout, ils ont également donné aux participants un moniteur d’activité porté au poignet, permettant de prendre en compte les différences génétiques et de style de vie dans le rythme de l’horloge biologique de chaque personne, ou rythme circadien. Pour les « hiboux de nuit » ou les « alouettes du matin », le fait de connaître l’heure biologique de la journée à laquelle chaque mesure de la température cérébrale a été prise a permis de prendre en compte les différences entre l’horloge biologique de chaque volontaire dans l’analyse.

Chez les participants en bonne santé, la température moyenne du cerveau était de 38,5°C, soit plus de deux degrés de plus que celle mesurée sous la langue. L’étude a également révélé que la température du cerveau variait en fonction de :

• moment de la journée,
• région du cerveau,
• sexe et cycle menstruel,
• Et l’âge.

Alors que la surface du cerveau était généralement plus froide, les structures cérébrales plus profondes étaient souvent plus chaudes que 40°C ; la température cérébrale la plus élevée observée étant de 40,9°C. Chez tous les individus, la température cérébrale a montré une variation constante de l’heure de la journée de près de 1 ° C, les températures cérébrales les plus élevées étant observées l’après-midi et les plus basses la nuit.

En moyenne, les cerveaux féminins étaient environ 0,4°C plus chauds que les cerveaux masculins. Cette différence entre les sexes était très probablement due au cycle menstruel, puisque la plupart des femmes ont été scannées dans la phase post-ovulation de leur cycle et que leur température cérébrale était d’environ 0,4 ° C plus chaude que celle des femmes scannées dans leur phase pré-ovulation.

Les résultats ont également montré que la température cérébrale augmentait avec l’âge sur les 20 ans des participants, notamment dans les régions cérébrales profondes, où l’augmentation moyenne était de 0,6 °C. Les chercheurs proposent que la capacité du cerveau à se refroidir puisse se détériorer avec l’âge et des travaux supplémentaires sont nécessaires pour déterminer s’il existe un lien avec le développement de troubles cérébraux liés à l’âge.

Le Dr John O’Neill, chef de groupe au Laboratoire de biologie moléculaire du MRC, a déclaré :

“Pour moi, la découverte la plus surprenante de notre étude est que le cerveau humain en bonne santé peut atteindre des températures qui seraient diagnostiquées comme de la fièvre n’importe où ailleurs dans le corps. Des températures aussi élevées ont été mesurées chez des personnes atteintes de lésions cérébrales dans le passé, mais avaient été supposé résulter de la blessure.”

“Nous avons constaté que la température du cerveau baisse la nuit avant d’aller dormir et augmente pendant la journée. Il y a de bonnes raisons de croire que cette variation quotidienne est associée à la santé du cerveau à long terme – quelque chose que nous espérons étudier ensuite.”

Rythmes de température dans les cerveaux blessés

Pour explorer les implications cliniques des données obtenues auprès de volontaires sains, les chercheurs ont analysé les données de température recueillies en continu à partir du cerveau de 114 patients ayant subi un traumatisme crânien modéré à grave. La température cérébrale moyenne des patients était de 38,5°C, mais elle variait encore plus largement, de 32,6 à 42,3°C.

Sur 100 patients pour lesquels il y avait suffisamment de données pour tester les rythmes quotidiens, seul un quart avait un rythme quotidien de température cérébrale. En se concentrant sur les prédicteurs de la survie en soins intensifs, les chercheurs ont découvert que les mesures absolues de la température cérébrale étaient d’une utilité limitée, mais que la température quotidienne du cerveau variation était fortement liée à la survie – en effet, parmi les patients TCC avec un rythme quotidien de température cérébrale, seuls 4% sont décédés en soins intensifs, contre 27% qui n’avaient pas un tel rythme.

Les chercheurs avertissent que des études plus importantes sont nécessaires pour valider cette association, et que le lien entre la température cérébrale et la survie n’est que corrélatif, ce qui signifie que les rythmes quotidiens de la température cérébrale ne peuvent pas être supposés directement augmenter la survie. Cependant, le lien observé signifie que la surveillance des cycles quotidiens de température cérébrale chez les patients TBI pourrait être un outil prometteur pour prédire la survie et bénéficierait de recherches supplémentaires.

Avec les données provenant de personnes en bonne santé, les résultats de ce travail soulèvent des questions importantes sur l’utilisation d’interventions pour modifier ou contrôler la température des patients dans la clinique.

Le Dr Nina Rzechorzek, chercheuse clinicienne du MRC du Laboratoire de biologie moléculaire du MRC qui a dirigé l’étude, a déclaré :

“En utilisant l’exploration la plus complète à ce jour de la température normale du cerveau humain, nous avons établi ‘VAGUE DE CHALEUR‘ — une carte de température 4D du cerveau. Cette carte fournit une ressource de référence urgente à laquelle les données des patients peuvent être comparées et pourrait transformer notre compréhension du fonctionnement du cerveau. Le fait qu’un rythme quotidien de la température cérébrale soit si fortement corrélé à la survie après un TBI suggère que la mesure de la température cérébrale 24 heures sur 24 a une grande valeur clinique.”

“Notre travail ouvre également la porte à de futures recherches pour savoir si la perturbation des rythmes quotidiens de la température cérébrale peut être utilisée comme biomarqueur précoce de plusieurs troubles cérébraux chroniques, y compris la démence.”