L'IRM fonctionnelle cartographie la moelle épinière de 22 volontaires

Nawal Kinany a passé huit ans sur un flou. Son sujet n'était pas la Lune mais la moelle épinière humaine, et le signal faible et bruité que l'IRM fonctionnelle (fMRI) en capte. L'image qu'elle a contribué à affiner guide aujourd'hui des traitements contre la paralysie, et elle pourrait bientôt en faire autant pour l'AVC et la maladie de Parkinson.

L'IRM fonctionnelle ne voit pas les neurones s'activer. Elle suit l'afflux de sang riche en oxygène qui accompagne leur activité, avec quelques secondes de retard, en prenant une image toutes les deux ou trois secondes. Dans le cerveau, cela suffit pour montrer où l'activité se produit et comment elle se déplace. Dans la moelle épinière, une structure large d'à peine un centimètre, chaque battement de cœur et chaque respiration ajoute du bruit capable de noyer complètement le signal. Dimitri Van De Ville, qui dirige le Laboratoire de traitement d'images médicales de l'EPFL, a construit sa carrière sur les mathématiques permettant d'extraire cette activité du bruit.

Le projet a débuté en 2016, alors que Kinany partageait sa thèse entre deux laboratoires de l'EPFL sur le campus Biotech de Genève. Son équipe enregistrait l'activité cérébrale, musculaire et les mouvements de personnes paralysées après un AVC, et il semblait manquer quelque chose entre ces éléments. « Nous avons compris qu'il existait en quelque sorte le chaînon manquant entre tout cela, à savoir la moelle épinière », explique-t-elle. Ses collègues n'étaient pas convaincus. « La moelle épinière est un tube », lui ont-ils répondu.

Le nouveau résultat provient d'une prépublication, mise en ligne avant évaluation par les pairs, dans laquelle le doctorant Ekansh Sareen a travaillé avec l'équipe de Friedhelm Hummel. Ils ont utilisé la stimulation magnétique transcrânienne (TMS), une bobine posée contre le cuir chevelu qui envoie une brève impulsion magnétique dans le cortex moteur, tout en imageant la moelle épinière de 22 volontaires. Les impulsions faibles n'activaient que la face sensitive de la moelle. Les plus fortes se propageaient, via une zone intermédiaire, jusqu'aux motoneurones qui font bouger la main. Sareen compare la moelle à une voie ferrée de l'information, où certains aiguillages modifient la circulation du trafic. Selon l'équipe, c'est la première fois que l'on observe chez l'humain ce que produit une impulsion envoyée au cerveau dans la moelle épinière.

Rien de tout cela n'est encore une thérapie. Chaque moelle épinière est câblée un peu différemment : les nerfs qui desservent un muscle donné peuvent rejoindre la moelle un segment plus haut ou plus bas d'une personne à l'autre. Cela compte pour les implants : en 2022, le centre lausannois .NeuroRestore annonçait que trois personnes atteintes de paralysie complète avaient pu de nouveau se tenir debout et marcher grâce à un stimulateur posé sur la moelle épinière. L'équipe apporte désormais la méthode d'imagerie au CHUV, l'hôpital universitaire de Lausanne, en vue d'un essai sur l'AVC. Aucune date de lancement de cet essai n'est communiquée.

Pour les patients victimes d'un AVC, le gain serait de pouvoir adapter la rééducation et les implants à la moelle propre de chacun, plutôt qu'à une moelle moyenne. Pour les personnes paralysées, il s'agirait d'une cartographie plus fine des circuits spinaux susceptibles d'être stimulés. Le calendrier reste ouvert : l'étude est une prépublication portant sur 22 personnes, et l'essai sur l'AVC n'a pas de date annoncée.