CE45 - Mathématiques et sciences du numérique pour la biologie et la santé

Inférence d’atlas de faisceaux en U spécifiques à chaque motif du plissement cortical – IFOPASUBA

Inférence d’atlas de faisceaux en U spécifiques à chaque motif du plissement cortical

L’infrastructure des connections corticales à courte distance est un ensemble de faisceaux de fibres en forme de U qui contournent les plis corticaux. Ils n’ont jamais été cartographiés à grande échelle chez l’homme, probablement à cause de la grande variabilité des motifs des plis du cortex. Nous proposons de capitaliser sur l’émergence d’un dictionnaire de ces motifs les plus fréquents pour inférer un atlas des faisceaux en U pour chacun d’eux.

Rechercher des anomalies de la connectivité à courte distance dans le spectre autistique

À un niveau macroscopique, le transfert d'informations dans le cerveau humain résulte à la fois de connexions à courte portée entre des zones adjacentes et de connexions à longue portée entre des zones éloignées. Il est envisagé qu’un déséquilibre entre les connections à longue distance et à courte distance soit associé au trouble du spectre autistique (TSA)<br /><br />[Objectif 1] Fournir un ensemble d'atlas de faisceaux en U spécifique à chaque motif de plissement du dictionnaire précédemment établi.<br /><br />[Objectif 2] Rechercher les spécificités des TSA dans l'organisation des faisceaux en U.<br /><br />[Objectif 3] Effectuer la validation des atlas en se concentrant sur les résultats des TSA.

Nous proposons de capitaliser sur l’émergence d’un dictionnaire de ces motifs les plus fréquents pour inférer un atlas des faisceaux en U pour chacun d’eux. Ce dictionnaire d’atlas sera issus des données du « Human Connectome Project ». Il sera utilisé pour détecter d’éventuelles anomalies dans une grande base de patients ASD déjà collectée dans le contexte d’un projet européen. Nous validerons les atlas de fibres trouvés anormaux en utilisant des cerveaux postmortem, imagés par IRM de diffusion à haute résolution à 11,7T et avec une dissection digitalisée à la Klingler.

Une série d'atlas régionaux des faisceaux spécifiques à chaque motif de plissement ont été établis autour de plusieurs grands sillons.
25 cerveaux post-mortem ont été collecté et imagés par IRM.
Un instrument d'imagerie par ultrason a été conçu pour cartographier les faisceaux courts pendant une dissection à la Klingler.

Nous espérons mettre en évidence des anomalies sur les grandes bases du spectre autistique auquel nous avons accès

Schilling, Kurt G., et al. «Tractography dissection variabBorne, Léonie, et al. «Automatic recognition of specific local cortical folding patterns.« NeuroImage 238 (2021): 118208. [Partenaire 1]
ility: what happens when 42 groups dissect 14 white matter bundles on the same dataset?.« NeuroImage 243 (2021): 118502. [Partenaires 1, 2 & 3]


Balzeau, Antoine, and Jean-François Mangin. «What Are the Synergies between Paleoanthropology and Brain Imaging?.« Symmetry 13.10 (2021): 1974. [Partenaire 1]

de Vareilles, Héloïse, et al. «Shape variability of the central sulcus in the developing brain: a longitudinal descriptive and predictive study in preterm infants.« NeuroImage (2021): 118837. [Partenaire 1]

Guillon, L., Cagna, B., Dufumier, B., Chavas, J., Rivière, D., & Mangin, J. F. (2021, September). Detection of abnormal folding patterns with unsupervised deep generative models. In International Workshop on Machine Learning in Clinical Neuroimaging (pp. 63-72). Springer, Cham. [Partenaire 1]

Il est envisagé qu’un déséquilibre entre les connections à longue distance et à courte distance soit associé au trouble du spectre autistique (TSA). L’infrastructure des connections à courte distance est un ensemble de faisceaux de fibres en forme de U qui contournent les plis corticaux. Ils n’ont jamais été cartographiés à grande échelle chez l’homme, probablement à cause de la grande variabilité des motifs des plis du cortex. Nous proposons de capitaliser sur l’émergence d’un dictionnaire de ces motifs les plus fréquents pour inférer un atlas des faisceaux en U pour chacun d’eux. Ce dictionnaire d’atlas sera issus des données du « Human Connectome Project ». Il sera utilisé pour détecter d’éventuelles anomalies dans une grande base de patients ASD déjà collectée dans le contexte d’un projet européen. Nous validerons les atlas de fibres trouvés anormaux en utilisant des cerveaux postmortem, imagés par IRM de diffusion à haute résolution à 11,7T et avec une dissection digitalisée à la Klingler.

Coordination du projet

Jean-François Mangin (Département NEUROSPIN)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

NEUROSPIN Département NEUROSPIN
IMRB Institut Mondor de Recherche Biomedicale - équipe 10 - Biologie du système neuromusculaire
iBrain IMAGERIE ET CERVEAU
NEUROSPIN Département NEUROSPIN

Aide de l'ANR 524 141 euros
Début et durée du projet scientifique : décembre 2019 - 48 Mois

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