Nouvelle collection d’atlas du cerveau humain qui retracent le développement postnatal

Grâce à ces atlas, ils peuvent voir à quoi ressemble un développement structurel et fonctionnel typique, ce qui leur permet de repérer plus facilement les symptômes d’un développement anormal, tels que le trouble déficitaire de l’attention/hyperactivité (TDAH), la dyslexie et la paralysie cérébrale.

Pew-Thian Yap, PhD, professeur au Département de radiologie de l’UNC, et ses collègues du département et du Centre d’imagerie de recherche biomédicale (BRIC) ont créé une nouvelle collection d’atlas du cerveau du nourrisson (IBA) mois par mois qui capturent des données spatio-temporelles fines. détails du cerveau en développement précoce.

Dans ce travail, publié dans la revue Nature Methods, les scientifiques ont créé un ensemble d’atlas cérébraux longitudinaux de volume de surface spécifiques à un mois de nourrissons âgés de 2 semaines à 2 ans. Sahar Ahmad, PhD, instructeur de recherche en radiologie, était l’auteur principal de l’article.

“Les atlas cérébraux sont essentiels pour comprendre le neurodéveloppement à travers les lentilles de la composition cellulaire, des voies neuronales et de l’organisation fonctionnelle”, a déclaré Yap. « Les atlas du cerveau humain créés par notre équipe décrivent la phase de développement précoce du neurodéveloppement postnatal. Nos atlas seront une ressource précieuse pour les scientifiques du cerveau pour démêler les principaux traits normatifs et aberrants de, sans doute, la phase la plus importante du développement du cerveau humain.

Au cours des deux premières années de la vie, le cerveau humain subit toute une série de processus cellulaires qui entraînent la croissance rapide du cerveau du nourrisson. C’est durant cette période que le cerveau change de structure et réorganise ses circuits neuronaux. Lorsque le développement tourne mal, il peut avoir des effets néfastes sur la qualité de vie, notamment un risque accru d’autisme, de schizophrénie et de TDAH.

En utilisant l’IBA, les chercheurs sont capables de capturer les changements dans la structure du cerveau, la géométrie corticale et le contraste des tissus.

Les atlas ont également révélé que les cortex des régions temporale, pariétale et préfrontale du cerveau sont plus épais que les cortex visuel et sensorimoteur primaire. Ceci est cohérent avec la découverte que les fonctions d’ordre supérieur du cerveau du nourrisson – telles que l’attention, la mémoire de travail, l’inhibition et la résolution de problèmes – mûrissent plus lentement que les zones du cerveau qui sont responsables des fonctions visuelle, motrice , et les fonctions sensorielles.

Dans l’ensemble, l’IBA compatible surface-volume capture avec précision les trajectoires de croissance du nourrisson et le fait avec de riches détails anatomiques. Ces atlas ont enregistré les changements mensuels de la taille, de la forme et de la géométrie corticale des cerveaux en développement normal ainsi que leur contraste tissulaire, leur volume et leurs caractéristiques microstructurales de 2 semaines à 2 ans.

“Nous espérons que ces atlas deviendront un cadre de coordination commun pour faciliter la découverte de nouvelles connaissances sur les processus de développement qui sous-tendent la cognition et le comportement social de l’enfant”, a déclaré Yap.

Cette recherche a été financée par l’Institut national d’imagerie biomédicale et de bio-ingénierie sous la subvention R01EB008374 et l’Institut national de la santé mentale sous la subvention R01MH125479.