Une étude d’IRM cérébrale dans une cohorte de 2000 étudiants de l’université de Bordeaux
Qu’est-ce que le projet MRi-Share ?
VIDEO : Bernard Mazoyer, directeur du GIN de 2012 à 2016, présente l’axe neuroimagerie de l’étude i-Share
MRi-Share est la composante neuroimagerie de l’étude i-Share (pour Internet-based Students HeAlth Research Enterprise) est une enquête épidémiologique coordonnée par le Professeur Christophe Tzourio qui a pour objectif de déterminer l’état de santé des étudiants en France. MRi-Share qui est dirigé par le Professeur Bernard Mazoyer a 3 trois principaux objectifs. Le premier est d’étudier les modifications structurelles et fonctionnelles du cerveau dans la tranche d’âges 18-35 ans et d’en identifier les déterminants (génétiques, familiaux, style de vie, antécédents, … ), ce qui n’a jamais été fait. Par exemple, est-ce que la spécialisation liée aux choix d’études (droit, littéraire, sciences, etc.) conduit à des différences structurelles ou fonctionnelles chez des étudiants qui ont des cursus de formation différents ? Le second objectif est de détecter dans les IRM des étudiants la présence de marqueurs des pathologies les affectant, et pour certains de marqueurs précoces des maladies liées au vieillissement, telles que la maladie d’Alzheimer et d ‘étudier si certains des déterminants de l’apparition de ces marqueurs sont commun au sujet jeune et au sujet âgé. Ce projet de recherche, qui couple l’IRM de chaque sujet avec un génotypage de son ADN, est dirigé par le Professeur Stéphanie Debette (INSERM, Équipe VINTAGE du Bordeaux Population Health Center) qui a obtenu pour ce faire un contrat ERC-Starting grant. Enfin le troisième objectif de MRi-Share est de devenir une plateforme de données IRM au service de la recherche biomédicale internationale.
Comment se déroule en pratique un examen MRi-Share ?
Les participants, qui sont des étudiants déjà enregistrés dans l’étude i-Share, sont recrutés sur la base du volontariat. Ils donnent leur consentement et sont rémunérés pour qu’un examen par IRM de leur cerveau soit réalisé sur un imageur Siemens Prisma à 3 Tesla de dernière génération. L’acquisition de cet imageur a été financée en partie par l’étude i-Share et il est dédié à 80% aux acquisitions MRi-Share pendant environ 2 ans. L’examen IRM dure environ 45 minutes et comporte l’acquisition de plusieurs types d’images IRM (voir illustration) : des séquences 3D en pondération T1 et FLAIR et une séquence multishell de diffusion pour l’étude de la morphologie et de la microstructure des tissus cérébraux, une séquence pondérée en susceptibilité pour identifier de possibles micro-saignements, et une séquence d’IRMf-BOLD de 15 minutes où le sujet est au repos pour l’étude de la connectivité intrinsèque. L’examen IRM est complété par la passation de quelques psychométriques.
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- Exemples d’IRM acquises chez un participant du protocole MRi-Share. Les images montrent la même coupe transversale du cerveau acquise en IRM pondérée en T1 (eh haut à gauche), T2_FLAIR (en haut à droite), T2-diffusion (en bas à gauche) et T2*-susceptibilité (en bas à droite).
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- Exemples de cartes cérébrales 3D obtenues après traitement des images acquises en IRM. A gauche : reconstruction tridimensionnelle de la surface du cortex cérébral à partir des images pondérées en T1 de 500 participants de MRi-Share. A droite : reconstruction tridimensionnelle de la carte d’épaisseur du cortex (échelle millimétrique) d’un participant de MRi-Share.
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- Organisation 3D des faisceaux de fibres blanches obtenue à partir de l’analyse des images pondérées en T2-diffusion d’un participant de MRi-Share. La figure indique l’orientation des fibres passant par 3 plans orthogonaux. La couleur indique la direction principale des fibres : de gauche à droite (rouge), d’avant en arrière (verte), et de haut en bas (bleue). Les couleurs composites correspondent aux directions obliques.
Au quotidien, nous opérons un contrôle de qualité immédiatement après l’acquisition pour vérifier que tout se passe bien au niveau de la machine et des images. A cette étape il nous arrive, rarement heureusement, de détecter fortuitement une anomalie qui peut présente un risque pour la santé du participant ce qui permet de l’orienter immédiatement vers un spécialiste qui pourra ainsi prendre en charge sans délai et à un stade précoce cette anomalie. Par la suite, les données acquises sont transférées sur les systèmes informatiques du GIN-IMN et analysés en détail grâce à la suite logicielle ABACI que nous avons conçue dans le laboratoire.
De quoi sera constituée à terme la base de données MRi-Share et comment pourra-t-on avoir accès aux données ?
L’échantillon final sera constitué de 2 000 étudiants, la limite de 2 000 étant une contrainte budgétaire, mais ce nombre représente déjà une taille d’échantillon importante par rapport à ce qui se fait habituellement en imagerie, surtout compte tenu de l’homogénéité de cet échantillon. La base MRi-Share comprendra d’abord les données images brutes après qu’une procédure a rendu impossible la reconnaissance du visage du participant. Elle contiendra également pour chaque individu tout un ensemble de cartes cérébrales résultant du processus de traitement : densité de matière grise et de matière blanche, épaisseur, courbure et surface du cortex, cartes de la microstructure de la substance et présence d’éventuelles anomalies, distribution des faisceaux de fibres blanches, cartes des réseaux de l’activité intrinsèque du cerveau. Des cartes moyennes de touts ces paramètres seront également disponibles ainsi que la distribution dans l’échantillon de paramètres globaux ou régionaux. Les données de MRi-Share comme celles d’i-Share sont accessibles sur demande via une procédure détaillée sur le site de l’étude.
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