Recherche sur les lésions

Définition de la recherche par lésion

Au 19e siècle, les chercheurs ne disposaient pas de la technologie sophistiquée et des connaissances médicales avancées dont nous disposons aujourd'hui pour étudier le cerveau. La seule approche qu'ils pouvaient adopter pour étudier le cerveau était d'observer les cas où le cerveau était endommagé à la suite d'un accident ou d'une maladie.

Les accidents et les recherches sur les lésions au 19ème siècle ont fourni la première preuve que les processus cognitifs complexes (par exemple le langage) dépendent de différentes régions du cerveau. La plupart de ce que nous savons sur le cerveau a commencé par des découvertes qui ont été faites grâce à la recherche sur les lésions.

Les lésions peuvent être causées par des blessures résultant d'accidents, mais les causes les plus courantes des lésions sont des maladies et des événements similaires à des maladies, tels que les accidents vasculaires cérébraux, les hémorragies ou les tumeurs. L'un des principaux avantages de la recherche sur les lésions est que les chercheurs peuvent observer une situation qu'ils ne pourraient pas reproduire en laboratoire. Comme tu t'en doutes, ils ne peuvent pas causer de lésions cérébrales permanentes à quelqu'un uniquement à des fins de recherche.

Lésions cérébrales causées par des accidents, Freepik.com

Exemples de recherches sur les lésions

La recherche sur les lésions a beaucoup évolué au fil des ans. Grâce aux nouvelles technologies, les chercheurs en apprennent de plus en plus sur la façon dont les lésions cérébrales affectent notre fonctionnement.

Examinons quelques exemples de recherches sur les lésions, notamment les travaux de Paul Broca et le cas de Phineas Gage.

Paul Broca

En 1861, le médecin français Paul Broca a élaboré une théorie du cerveau basée sur la recherche sur les lésions. Il a compris que le cerveau était segmenté en travaillant avec deux patients qui avaient perdu la parole à la suite d'une lésion du gyrus frontal postéro-inférieur, c'est-à-dire au fond du lobe frontal, le plus proche de l'arrière de la tête.

Ces deux patients, nommés Leborgne et Lelong, avaient tous deux du mal à former des mots et à répondre aux questions. Leborgne, âgé de 51 ans, souffrait de multiples problèmes neurologiques, et Lelong, âgé de 84 ans, avait subi un accident vasculaire cérébral un an avant de rencontrer Broca. Lorsqu'ils sont tous deux décédés, Broca a pu pratiquer une autopsie qui a révélé des lésions dans la même région du lobe frontal, le gyrus frontal postéro-inférieur. Aujourd'hui, grâce aux recherches sur les lésions, cette zone est appelée "zone de Broca".

Phineas Gage

Avançons rapidement jusqu'à l'un des exemples les plus célèbres de recherche sur les lésions - le cas de Phineas Gage. En 1948, Phineas Gage, âgé de 25 ans, travaillait à la construction d'une voie ferrée. Alors qu'il utilisait des explosifs pour dégager les rochers de la voie ferrée, une tige d'acier a pénétré dans sa joue, traversé son lobe frontal et ressorti par le haut de son crâne. Miraculeusement, Gage a survécu à cette lésion cérébrale traumatique, mais il n'était plus tout à fait le même. Les gens qui connaissaient Gage diraient que la version à l'humeur égale de Gage est morte ce jour-là, pour être remplacée par une version impulsive et grossière.

Les changements dans le comportement et la personnalité de Gage ont révélé quelque chose de révolutionnaire aux chercheurs de l'époque - certaines parties du cerveau peuvent être responsables de fonctionnements complexes spécifiques, notamment la personnalité, la vision, le contrôle des impulsions et bien d'autres choses encore. Avant même que la technologie moderne puisse nous montrer des images du cerveau, le cas de Gage a appris aux neuroscientifiques que le lobe frontal devait être responsable de la personnalité, du contrôle des impulsions et de la prise de décision d'une personne.

Méthode de recherche par lésion

Alors, comment les chercheurs utilisent-ils la recherche sur les lésions pour étudier le cerveau ? Les premières méthodes de recherche sur les lésions utilisaient une logique plus causale pour comprendre le cerveau. Si la région A est endommagée et que la fonction B a été affectée ou ne se produit plus, alors la région A doit être responsable de la fonction B.

Cartographie du cerveau, Freepik.com

Bien que cette logique ne soit pas entièrement fausse, elle n'est pas non plus entièrement correcte. Bien qu'il puisse y avoir des régions spécifiques dans le cerveau qui sont fortement impliquées dans certaines fonctions, il y a généralement plusieurs zones du cerveau qui sont également actives. Une méthode de recherche sur les lésions plus précise utilisée aujourd'hui consiste à observer l'importance de certaines zones du cerveau pour certaines fonctions.

Pour comprendre quelles zones sont importantes pour quelles fonctions, les chercheurs se livrent à une pratique appelée cartographie du cerveau.

Grâce à la technologie moderne, la recherche sur les lésions dispose de beaucoup plus d'outils pour cartographier le cerveau. Les premières recherches sur les lésions s'appuyaient sur des représentations externes de la blessure (par exemple une entaille dans le côté droit du cerveau) ou sur des autopsies. Lors d'une autopsie, les chercheurs peuvent inciser le cerveau d'une personne pour découvrir d'éventuelles lésions. Cependant, cette méthode rendait difficile l'établissement d'un lien entre les régions du cerveau et des fonctions plus complexes telles que la personnalité ou la prise de décision (parce que la personne était morte).

Aujourd'hui, nous disposons de l'imagerie cérébrale telle que la tomodensitométrie (CT ou CAT scan), l'imagerie par résonance magnétique (IRM) ou l'IRM fonctionnelle (IRMf). La plupart des méthodes de recherche sur les lésions utilisées aujourd'hui intègrent souvent l'utilisation d'autres types d'imagerie cérébrale. Grâce à ces scanners, nous pouvons obtenir une image plus complète de la façon dont le cerveau réagit aux lésions visibles de l'extérieur, telles que les accidents vasculaires cérébraux et les hémorragies.

Inconvénients de la méthode des lésions

Bien que la recherche sur les lésions ait permis de faire d'importantes découvertes sur le cerveau, son utilisation présente des inconvénients. L'un des inconvénients de la méthode des lésions est qu'il ne s'agit pas d'une expérience contrôlée. Nous avons mentionné plus haut que l'un des avantages de la méthode des lésions est qu'elle peut donner aux chercheurs l'occasion d'observer une situation qu'ils n'auraient pas pu reproduire en laboratoire. Cependant, tu n'es pas non plus en mesure de contrôler certains aspects d'une étude de cas par lésion, comme les méthodes d'échantillonnage (tu ne peux pas choisir qui subit une lésion cérébrale traumatique (TCC) et qui n'en subit pas). Cela peut conduire à des résultats peu fiables qui ne peuvent pas être appliqués à l'ensemble de la population.

Un autre inconvénient de la méthode traditionnelle des lésions est qu'elle ne peut nous dire que quelle partie du cerveau est liée à une perte de fonctionnement. Mais elle ne nous apprend pas grand-chose sur la façon dont le cerveau réagit aux lésions par le biais de la neuroplasticité.

C'est pourquoi la méthode de lésion est généralement utilisée parallèlement à un certain type d'imagerie cérébrale, en particulier une IRMf qui peut fournir des informations à la fois sur la structure et la fonction du cerveau. Les chercheurs peuvent ainsi en apprendre davantage sur la façon dont le cerveau guérit et s'adapte après une blessure telle qu'un accident vasculaire cérébral.

Imagerie cérébrale, Pixabay.com

Avantages de la production de lés ions

Jusqu'à présent, nous n'avons parlé que de la recherche sur les lésions dans les cas causés par des accidents ou des maladies. Ce dont nous n'avons pas encore parlé, ce sont les cas où les lésions sont intentionnellement provoquées par un médecin par le biais de la production de lésions et de la manipulation du cerveau.

Les méthodes de manipulation du cerveau comprennent les agents pharmacologiques, l'optogénétique (contrôle des neurones par la lumière), la stimulation magnétique transcrânienne (SMT) et la chimiogénétique. Bien que ces procédures puissent être plus invasives, la production de lésions présente plusieurs avantages.

Les études de manipulation du cerveau permettent des options plus éthiques pour étudier les accidents et les lésions dans un cadre clinique, puisque les méthodes de manipulation du cerveau sont temporaires. Les chercheurs peuvent tirer des conclusions causales entre le comportement et le fonctionnement du cerveau. Cela s'applique tout particulièrement aux chirurgies cérébrales. Les neurochirurgiens peuvent utiliser la manipulation du cerveau pour déterminer les facteurs de risque d'une procédure et l'impact qu'elle peut avoir sur le fonctionnement d'une personne. Si une personne a une tumeur au cerveau, par exemple, les neurochirurgiens peuvent utiliser la manipulation du cerveau pour déterminer les zones du cerveau qu'ils doivent éviter pendant l'intervention.

Les manipulations cérébrales sont temporaires et réversibles. Mais d'autres fois, des lésions cérébrales sont produites intentionnellement par des chercheurs pour réduire les symptômes de troubles psychologiques ou neurologiques.

Les études sur les lésions aident les neurochirurgiens à mieux comprendre le cerveau, ce qui leur permet d'effectuer en toute sécurité des procédures aussi radicales que la procédure de scission du cerveau.