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Les ondes du flux sanguin traversent la surface du cerveau

Résumé: Les chercheurs ont visualisé l’ensemble du réseau de vaisseaux sanguins chez des souris éveillées, découvrant des expansions et des contractions rythmiques qui créent des ondes de flux sanguin à travers la surface du cerveau. Cette étude révèle de nouvelles informations sur l’apport sanguin au cerveau, même si la fonction de ces ondes reste floue.

Les résultats peuvent avoir un impact sur la façon dont les analyses IRMf sont interprétées, ajoutant ainsi de la complexité à notre compréhension de l’activité cérébrale. Le rôle potentiel des ondes dans l’élimination des déchets suggère des implications pour la protection contre les troubles neurologiques.

Faits marquants:

  • Les vaisseaux sanguins à la surface du cerveau se dilatent et se contractent de manière rythmée, créant de lentes vagues de flux sanguin.
  • Ces ondes se produisent indépendamment de l’activité cérébrale, ce qui suggère de nouvelles complexités dans l’interprétation des analyses IRMf.
  • Les ondes peuvent aider à mélanger les fluides autour des cellules cérébrales, contribuant ainsi potentiellement à l’élimination des déchets et à la protection contre les troubles neurologiques.

Source: NIH

Les chercheurs ont, pour la première fois, visualisé l’ensemble du réseau de vaisseaux sanguins à travers le cortex de souris éveillées, découvrant que les vaisseaux sanguins se dilatent et se contractent de manière rythmée, conduisant à des « vagues » traversant la surface du cerveau.

Ces découvertes, financées par les National Institutes of Health (NIH), améliorent la compréhension de la manière dont le cerveau reçoit le sang, même si la fonction des ondes reste un mystère.

Cela montre un cerveau.
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 doit être pris en compte lors de l’interprétation du lien entre les données IRMf et l’activation cérébrale. Crédit : Actualités des neurosciences

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 doit être pris en compte lors de l’interprétation du lien entre les données IRMf et l’activation cérébrale.

Financement: Cette recherche a été financée en partie par le NIH Recherche sur le cerveau grâce à l’avancement des neurotechnologies innovantes® (BRAIN) Initiative (U19NS123717, R01NS108472), l’Institut national des troubles neurologiques et des accidents vasculaires cérébraux du NIH (R35NS097265), l’Institut national de la santé mentale du NIH (R01MH111438) et l’Institut national d’imagerie biologique et de bioingénierie du NIH (U24EB028942, R01EB026936)

A propos de cette actualité de la recherche en neurosciences

Auteur: Carl Merveilles
Source: NIH
Contact: Carl Wonders – NIH
Image: L’image est créditée à Neuroscience News

Recherche originale : Accès fermé.
« Des ondes de vasomotion progressives à grande longueur d’onde modulent la perfusion du cortex» par Jim Gnadt et coll. Neurone


Abstrait

Des ondes de vasomotion progressives à grande longueur d’onde modulent la perfusion du cortex

Points forts

  • Les vaso-oscillations du diamètre des artérioles modulent la perfusion sanguine vers le cortex
  • La modulation à l’état de repos dépasse celle de l’activité induite par un stimulus
  • Les vaso-oscillations soutiennent les ondes progressives de grande longueur d’onde le long de toutes les artérioles
  • Il est peu probable que les ondes le long des artérioles pénétrantes transloquent les solutés interstitiels

Résumé

Les artérioles cérébrales sont des complexes multicellulaires actifs dont les diamètres oscillent à ∼ 0,1 Hz. Nous évaluons l’impact physiologique et la dynamique spatio-temporelle des vaso-oscillations chez la souris éveillée.

Premièrement, les vaso-oscillations dans les artérioles pénétrantes, qui acheminent le sang des artérioles piales vers le lit capillaire, ont un impact profond sur la perfusion dans tout le néocortex. La modulation du flux pendant l’activité au repos dépasse celle de l’activité induite par un stimulus.

Deuxièmement, la modification de la perfusion dans les artérioles par rapport à la modification de leur diamètre est faible. Cela implique que le lit capillaire domine la résistance hydrodynamique du système vasculaire cérébral.

Enfin, la phase des vaso-oscillations évolue lentement le long des artérioles, avec une longueur d’onde qui dépasse l’étendue du manteau cortical et une variabilité suffisante pour établir des zones corticales fonctionnelles comme des parcelles de phase uniforme.

Le gradient de phase supporte les ondes progressives dans les deux sens le long des artérioles piales et pénétrantes.

Cela implique que les ondes le long des artérioles pénétrantes peuvent mélanger les fluides interstitiels, mais pas les transporter de manière directionnelle.


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