181. NEUROSCIENCES & NEUROLOGIE.

Voici pourquoi la substance blanche est fort importante pour le fonctionnement cognitif

Résumé : La substance blanche peut être la clé pour comprendre la démence, le TCC et de nombreux autres troubles neurologiques.

Source: La conversation

Qui n’a pas contemplé comment un souvenir se forme, une sentence générée, un coucher de soleil apprécié, un acte créatif accompli ou un crime odieux commis ?

Le cerveau humain est un organe de trois livres qui reste en grande partie une énigme. Mais la plupart des gens ont entendu parler du cerveau matière grise , qui est nécessaire pour les fonctions cognitives telles que l’apprentissage, la mémorisation et le raisonnement.

Plus précisément, la matière grise fait référence à des régions du cerveau où les cellules nerveuses – connus sous le nom de neurones – sont concentrés. La région considérée comme la plus importante pour la cognition est le cortex cérébral , une fine couche de matière grise à la surface du cerveau.

Mais l’autre moitié du cerveau – la substance blanche – est souvent négligé. La substance blanche se trouve sous le cortex et aussi plus profondément dans le cerveau. Où qu’elle se trouve, la substance blanche relie les neurones de la matière grise les uns aux autres.

Je suis un professeur de neurologie et de psychiatrie et le directeur de la section de neurologie comportementale à la faculté de médecine de l’Université du Colorado. Mon travail comprend l’évaluation, le traitement et l’investigation des personnes âgées atteintes de démence et des personnes plus jeunes atteintes de lésions cérébrales traumatiques.

Découvrir comment ces troubles affectent le cerveau a motivé de nombreuses années de mon étude. Je crois que la compréhension de la substance blanche est peut-être une clé pour comprendre ces troubles. Mais jusqu’à présent, les chercheurs n’ont généralement pas accordé à la substance blanche l’attention qu’elle mérite.

Comprendre la substance blanche

Ce manque de reconnaissance provient en grande partie de la difficulté d’étudier la substance blanche. Parce qu’il est situé sous la surface du cerveau, même l’imagerie la plus high-tech ne peut pas facilement résoudre ses détails. Mais des découvertes récentes, rendues possibles par les progrès de l’imagerie cérébrale et des examens d’autopsie, commencent à montrer aux chercheurs à quel point la substance blanche est critique.

La substance blanche est composée de nombreux milliards d’axones , qui sont comme de longs câbles qui transportent des signaux électriques. Considérez-les comme des queues allongées qui agissent comme des extensions des neurones. Les axones relient les neurones les uns aux autres à des jonctions appelées synapses. C’est là que la communication entre les neurones à lieu.

Les axones se rassemblent en faisceaux, ou tractus, qui se déplacent dans tout le cerveau. Placés bout à bout, leur longueur combinée dans un seul cerveau humain est d’environ 85 000 miles. De nombreux axones sont isolé avec de la myéline , une couche de graisse qui accélère la signalisation électrique, ou la communication, entre les neurones jusqu’à 100 fois.

Cette vitesse accrue est cruciale pour toutes les fonctions cérébrales et c’est en partie pourquoi l’Homo sapiens a des capacités mentales uniques. Bien qu’il n’y ait aucun doute nos gros cerveaux sont dus à l’ajout de neurones par l’évolution au cours des éons, il y a eu un augmentation de la substance blanche au cours du temps de l’évolution.

Ce fait peu connu a de profondes implications. L’augmentation du volume de substance blanche – principalement à partir des gaines de myéline qui entourent les axones – améliore l’efficacité des neurones dans la matière grise pour optimiser le fonctionnement du cerveau.

Imaginez une nation de villes qui fonctionnent toutes indépendamment, mais qui ne sont pas reliées à d’autres villes par des routes, des fils, Internet ou toute autre connexion. Ce scénario serait analogue au cerveau sans substance blanche. Les fonctions supérieures comme le langage et la mémoire sont organisées en réseaux dans lesquels les régions de matière grise sont reliées par des étendues de substance blanche. Plus ces connexions sont étendues et efficaces, meilleur est le fonctionnement du cerveau.

La substance blanche et la maladie d’Alzheimer

Compte tenu de son rôle essentiel dans les connexions entre les cellules du cerveau, substance blanche endommagée peut perturber n’importe quel aspect de la fonction cognitive ou émotionnelle. La pathologie de la substance blanche est présente dans de nombreux troubles cérébraux et peut être assez grave pour causer la démence . Les dommages à la myéline sont fréquents dans ces troubles, et lorsque la maladie ou la blessure est plus grave, les axones peuvent également être endommagés.

Il y a plus de 30 ans, mes collègues et moi avons décrit ce syndrome comme démence de la substance blanche . Dans cette condition, la substance blanche dysfonctionnelle ne fonctionne plus correctement en tant que connecteur, ce qui signifie que la matière grise ne peut pas agir ensemble de manière transparente et synchrone. Le cerveau, en substance, a été déconnecté de lui-même.

Tout aussi importante est la possibilité que le dysfonctionnement de la substance blanche joue un rôle dans de nombreuses maladies que l’on pense actuellement provenir de la matière grise. Certaines de ces maladies défient obstinément la compréhension. Par exemple, je soupçonne que les dommages causés par la substance blanche peuvent être critiques dans les premières phases de la maladie d’Alzheimer et des lésions cérébrales traumatiques.

Le réseau neuronal du cerveau, qui comprend à la fois la matière grise et la substance blanche. L’image est dans le domaine public

La maladie d’Alzheimer est le type de démence le plus courant chez les personnes âgées . Il peut altérer la fonction cognitive et priver les gens de leur identité même. Il n’existe aucun remède ou traitement efficace. Depuis Observations d’Alois Alzheimer en 1907 des protéines de la matière grise – appelées amyloïde et tau – les neuroscientifiques ont cru à l’accumulation de ces protéines est le problème central derrière la maladie d’Alzheimer. Pourtant, de nombreux médicaments qui éliminent ces protéines ne pas arrêter le déclin cognitif des patients .

Les résultats récents suggèrent de plus en plus que la substance blanche endommage – précédant l’accumulation de ces protéines – peut être le vrai coupable . À mesure que le cerveau vieillit, il subit souvent une perte progressive du flux sanguin due au rétrécissement des vaisseaux qui transportent le sang du cœur. La diminution du flux sanguin a un impact important sur la substance blanche.

Remarquablement, il existe même des preuves que les formes héréditaires de la maladie d’Alzheimer présentent également anomalies précoces de la substance blanche . Cela signifie que les thérapies visant à maintenir le flux sanguin vers la substance blanche peuvent s’avérer plus efficaces que de tenter de déloger les protéines. Un traitement simple susceptible d’aider est contrôler l’hypertension artérielle , car cela peut réduire la gravité des anomalies de la substance blanche.

Crédit : Loma Linda University Health

Substance blanche et lésion cérébrale traumatique

Les patients atteints d’une lésion cérébrale traumatique, en particulier ceux qui ont des blessures modérées ou graves, peuvent avoir une invalidité à vie. L’un des résultats les plus inquiétants du TCC est encéphalopathie traumatique chronique , une maladie du cerveau censée causer une démence progressive et irréversible. Chez les patients atteints de TCC, l’accumulation de protéine tau dans la matière grise est évidente.

Les chercheurs reconnaissent depuis longtemps que les dommages causés par la substance blanche sont fréquents chez les personnes qui ont subi un TCC. Observations du cerveau des personnes souffrant de lésions cérébrales traumatiques répétitives – les joueurs de football et les vétérans de l’armée ont été fréquemment étudiés – ont montré que les dommages causés par la substance blanche sont importants et peuvent précéder l’apparition de protéines enchevêtrées dans la matière grise.

Parmi les scientifiques, il y a une excitation naissante à propos de la nouvel intérêt pour la substance blanche . Les chercheurs commencent maintenant à reconnaître que l’accent traditionnel mis sur l’étude de la matière grise n’a pas produit les résultats qu’ils espéraient. En apprendre davantage sur la moitié du cerveau connue sous le nom de substance blanche peut nous aider dans les années à venir à trouver les réponses nécessaires pour soulager la souffrance de millions de personnes.

À propos de cette nouvelle de recherche en neurosciences

Auteur: Christopher M. Filley
Source: La conversation
Contact: Christopher M. Filley – The Conversation
Image: L’image est dans le domaine public

Juillet 2022