Le flux sanguin fait des vagues à la surface du cerveau de la souris

Les chercheurs ont, pour la première fois, visualisé le réseau complet de vaisseaux sanguins à travers le cortex de souris éveillées, constatant que les vaisseaux sanguins se dilatent et se contractent de manière rythmée, conduisant à des « ondes » traversant la surface du cerveau. Ces découvertes améliorent la compréhension de la manière dont le cerveau reçoit le sang, même si la fonction des ondes reste un mystère.

L'ouvrage est publié dans la revue Neurone.

Un réseau de vaisseaux élastiques et pompant activement transportant du sang oxygéné traverse la surface du cerveau avant d’entrer dans le cortex. Là, ils alimentent un deuxième réseau de capillaires qui fournissent de l’oxygène plus profondément dans les tissus.

En utilisant des méthodes expérimentales et des analyses basées sur la physique, les chercheurs ont constaté qu'en plus des impulsions du flux sanguin qui se produisent à chaque battement cardiaque, des vagues plus lentes de changements du flux sanguin traversent le cerveau et se produisent environ toutes les dix secondes. La modification du flux sanguin provoquée par ces ondes lentes représentait jusqu'à 20 % de l'apport sanguin total du cerveau. Étonnamment, ce phénomène n’était que faiblement lié aux changements dans l’activité cérébrale.

Les ondes produisent des renflements visibles dans les vaisseaux sanguins, ce qui facilite le mélange du liquide autour des cellules du cerveau. Cela a des implications sur la manière dont les déchets et autres matériaux sont éliminés du liquide entourant les cellules cérébrales. Étant donné que les vagues de vaisseaux sanguins bombés se déplacent dans diverses directions, les auteurs supposent que les impulsions de dilatation et de contraction des vaisseaux sanguins sont plus susceptibles de participer au mélange du fluide qui les entoure plutôt que de le déplacer activement dans une direction donnée.

Quoi qu’il en soit, cette activité de mélange pourrait aider à éliminer les protéines mal repliées et d’autres composants du cerveau vers le liquide céphalo-rachidien qui l’entoure. Ce processus est considéré comme un mécanisme de protection important contre divers troubles neurologiques, tels que la maladie d'Alzheimer et d'autres démences associées, et est plus actif pendant le sommeil.

Ces résultats peuvent également affecter les approches actuelles d’interprétation des analyses IRMf, qui mesurent les changements dans l’oxygénation du sang dans les structures cérébrales à mesure qu’elles sont activées. Plus précisément, la découverte selon laquelle ces vagues de modifications du flux sanguin se produisent largement indépendamment de l’activité cérébrale suggère un nouveau niveau de complexité qui devrait être pris en compte lors de l’interprétation du lien entre les données IRMf et l’activation cérébrale.