Le cerveau divisé en 7 400 tranches !

Un record mondial de l’imagerie médicale.

Grâce au BigBrain, plonger au cœur du cerveau humain est désormais possible. Cette modélisation du cerveau en trois dimensions réalisée par une équipe germano-canadienne est présentée dans la revue Science (21 juin 2013) comme un outil d’observation anatomique révolutionnaire : certes, il existe déjà des représentations de cet organe à l’échelle macroscopique, mais le BigBrain est le premier qui permette d’accéder à des détails microscopiques.

Découpage du cerveau au microtome

Pour obtenir cette modélisation de référence à haute résolution, Katrin Amunts et son équipe de l’Institut de neuroscience et de médecine de Juliers, en Allemagne, ont découpé en très fines tranches le cerveau d’une femme de 65 ans contenu dans un bloc de paraffine.

L’utilisation d’un microtome, appareil de coupe de précision généralement employé en biologie pour préparer les échantillons analysés au microscope, a permis d’obtenir des tronçons d’une vingtaine de micromètres d’épaisseur, soit celle d’une feuille d’aluminium alimentaire. Le ciselage de l’ensemble du cerveau a au final généré près de 7400 tronçons.

Chaque coupe a ensuite été numérisée. Pour garantir des images d’une qualité optimale, celles-ci ont été scannées à des définitions atteignant 143 millions de pixels, alors qu’un appareil photo numérique dépasse rarement 25 millions de pixels. Le volume total de stockage nécessaire avoisine ainsi un téraoctet !

Avant numérisation, les coupes sont colorées pour faire apparaître les structures cellulaires

Les différentes coupes ont été colorées afin de rendre plus visibles les stuctures cellulaires. Par traitement informatique, toutes ces images ont été à nouveau assemblées pour reconstituer un cerveau en trois dimensions sur ordinateur. Ce travail minutieux a abouti à une précision de l’ordre du micromètre, là où les techniques d’imagerie par IRM ne permettaient pas de dépasser le millimètre.

Un cerveau de référence

Ce nouveau modèle doit conduire à une délimitation des aires du cerveau plus fine que sur les cartographies existantes. « Un cerveau de référence de cette précision devient d’autant plus intéressant que des IRM utilisant un champ magnétique plus puissant sont en cours de développement, pour produire des images plus détaillées » souligne le professeur Olivier Godefroy, chef du service de neurologie au CHU d’Amiens et membre du Collège des enseignants de neurologie. BigBrain pourrait donc devenir le standard de référence pour la comparaison des clichés d’autres cerveaux.

Pour que toute la communauté scientifique puisse exploiter ces informations, les concepteurs du BigBrainproposent d’accéder librement à leur outil moyennant une simple inscription.

Un article signé Roxane Tchernia pour Universcience.