Thèses : « Hyperintensités de la substance blanche »

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Tran, Philippe. « Segmentation and characterization of cerebral white matter hyperintensities : application in individuals with multiple sclerosis and age-related pathologies ». Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2022. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2022SORUS243.pdf.

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Résumé :

Les hyperintensités de la substance blanche (HSB) sont de plus en plus prises en compte dans le suivi clinique des personnes âgées et/ou des patients atteints de démences, et sont cruciales chez les patients atteints de Sclérose en Plaques (SEP). Des méthodes d'analyse ont été proposées pour aider à quantifier ces lésions à grande échelle, afin de mieux comprendre les mécanismes sous-jacents de ces pathologies. Cependant, à notre connaissance, il n'y a pas de consensus aujourd'hui sur la méthode à utiliser et aucune méthode n'est validée sur ces deux types de sujets. Cette thèse présente plusieurs outils et leurs validations dans le but de mieux caractériser les HSB. Tout d'abord, WHASA-3D (Tran et al., 2022) est une nouvelle méthode de segmentation automatique des HSB adaptée pour les données 3D T2-FLAIR et aux patients SEP dans un cadre multicentrique. C'est une amélioration majeure de WHASA (Samaille et al. 2012). Les performances de WHASA-3D sont comparées ici avec six méthodes de la littérature avec leurs paramètres par défaut et optimisés lorsque cela est possible. Deux extensions ont alors été développées dans le but d'apporter une aide lors du diagnostic et du suivi clinique des patients. WHASA-Spatial est une extension pour caractériser spatialement les HSB fournies par WHASA-3D selon quatre classes (périventriculaire, infratentorielle, juxtacorticales/corticales, profondes). La classification a été évaluée visuellement sur 104 sujets SEP et a montré des résultats très satisfaisants. Enfin, WHASA-Longitudinal, est une extension permettant de segmenter automatiquement les nouvelles lésions ou lésions élargies entre deux acquisitions successives. Les performances de cette méthode se sont révélées satisfaisantes au niveau de la volumétrie et une piste est proposée pour améliorer le comptage de lésions. Ces résultats doivent être confirmés sur une plus grande base de sujets
White matter hyperintensities (WMH) are more and more taken into account in the clinical monitoring of elderly subjects and/or dementia patients, and are crucial in patients with Multiple Sclerosis (MS). Automated methods have been proposed to better quantify these lesions on a large scale, in order to better understand the underlying mechanisms of these pathologies. However, to our knowledge, no automated method has reached consensus today for the segmentation of WMH, and no method has been validated on these two types of subjects. This thesis introduces several tools and their validations in order to better characterize WMH. First of all, WHASA-3D (Tran et al. 2022) is a new automated method for WMH segmentation adapted for 3D T2-FLAIR data and MS patients in a multicenter setting. It is a major improvement of WHASA (Samaille et al. 2012). WHASA-3D's performances are here compared with six state-of-the-art methods with their default parameters and optimized settings, when possible. Two extensions have then been developped to support the clinician for patient diagnosis and clinical monitoring. WHASA-Spatial is an extension for the automatic spatial characterization of WMH provided by WHASA-3D according to four classes (periventricular, infratentorial, juxtacortical/cortical, deep). The visual assessment on 104 MS subjects showed that the global classification was very satisfactory. Finally, WHASA-Longitudinal, is an extension that allows the automatic segmentation of new or enlarged lesions between two successive acquisitions. The performance of this method was satisfactory for volume agreement and a solution is proposed and needs to be investigated to improve new lesion count. These results need to be confirmed on a larger number of subjects

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Djabelkhir, Jemmi Leila. « Prise en charge non pharmacologique des troubles cognitifs légers : effets différentiels d'un programme de stimulation cognitive informatisée selon la sévérité des hypersignaux de la substance blanche de patients MCI ». Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2017. http://www.theses.fr/2017USPCB241.

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Résumé :

Les hypersignaux de la substance blanche (HSB) ont été associés à des déficits exécutifs et mnésiques et à une atteinte des circuits corticaux et sous-corticaux frontaux. Leur présence, en plus du dépôt ß-amyloïde chez de nombreux patients avec un MCI (Mild Cognitive Impairment ou trouble cognitif léger) augmenterait le risque de conversion vers une maladie d'Alzheimer (MA). Un des enjeux importants dans la phase préclinique de la maladie est d'explorer le potentiel des interventions cognitives pour prévenir le déclin cognitif et la progression vers une MA. Alors que les HSB sont de plus en plus considérés comme un des facteurs déterminant l'hétérogénéité des patients MCI, peu d'étude ont pris en compte leur présence dans les interventions cognitives. L'hypothèse qu'une intervention pourrait induire des effets différentiels selon l'existence ou non d'hypersignaux dans le MCI reste inexplorée à notre connaissance, et est au cœur de ce travail de thèse
White matter hyper signals (WMH) were associated with executive and memory deficits and impairment of the cortical and subcortical frontal circuits. Their presence, in addition to amyloid deposition in many patients with Mild Cognitive Impairment (MCI), would increase the risk of conversion to Alzheimer's disease (AD). An important issues in the preclinical phase of MCI is to explore the potential of cognitive interventions to prevent cognitive decline and progression to AD. While WMH are increasingly considered as one of factors determining the heterogeneity of MCI patients, few studies have take into account their presence in cognitive interventions. The hypothesis that an intervention could induce differential effects according to the existence or not of WMH in MCI remains unexplored to our knowledge, and is at the heart of this work of thesis

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Cognat, Emmanuel. « Lésions de la substance blanche dans la maladie CADASIL ». Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2016. http://www.theses.fr/2016USPCC139/document.

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Résumé :

CADASIL est une forme héréditaire, autosomique dominante, de maladie des petits vaisseaux cérébraux dans laquelle surviennent précocement des lésions de la substance blanche cérébrale qui progressent avec le temps, mais dont la nature histopathologique demeure très mal connue. La maladie est causée par des mutations très stéréotypées du récepteur Notch3. Une des signatures de CADASIL est la présence, dans les vaisseaux, d’une accumulation du domaine extracellulaire de NOTCH3 (Notch3ECD). Un faisceau d’arguments suggère que le processus pathogène de CADASIL résulte d’un effet toxique de ces dépôts de Notch3ECD, qui passerait par l’accumulation avec le NOTCH3ECD d’autres protéines de la matrice extracellulaire. Il a cependant été montré que des mutations CADASIL affectent les capacités de signalisation du récepteur, de manière constitutive ou avec le temps, ce qui a conduit à formuler l’hypothèse qu’une perte de fonction Notch3 pourrait également constituer un déterminant important du processus pathogène.Nous avons réalisé une analyse détaillée des lésions de la substance blanche dans un modèle murin de la maladie CADASIL obtenu par surexpression d’un allèle Notch3 avec la mutation R169C / R170C, qui en récapitule les stades précliniques (TgPACNotch3R169C). Ceci a permis de mettre en évidence aux stades précoces un oedème intramyélinique associé à une dégradation / décompaction de la myéline détectable en immunohistochimie dès l’âge de 6 mois. L’analyse de l’intégrité axonale au sein des lésions de la myéline suggère une perte secondaire. Une méthode de quantification semi-automatisée des débris myélinique a été élaborée.Nous avons ensuite testé l’hypothèse qu’une perte de fonction Notch3 pourrait constituer un déterminant majeur dans le processus pathogène de CADASIL. Nous avons pour cela identifié un set de gènes dont l’expression est sensible à la quantité de Notch3, capable de détecter une diminution de moitié de la dose de Notch3. La mesure de l’expression de ces gènes chez des souris Knock-in pour la mutation R170C, hétérozygotes ou homozygotes, a montré que l’activité Notch3 n’était pas diminuée dans ce modèle. Nous avons ensuite étudié l’impact de la suppression des copies endogènes de Notch3 sur les lésions de la substance blanche chez les souris TgPACNotch3R169C, qui n’apparaissent pas aggravées. Ces résultats plaident contre un effet hypomorphe commun à toutes les mutations CADASIL et suggèrent que les lésions de la substance blanche ne sont pas secondaires à un tel effet.Nous avons enfin étudié le rôle pathogène de l’excès de TIMP3 et vitronectine, deux protéines dont il a été démontré qu’elles s’accumulent précocement avec le NOTCH3ECD. En utilisant des approches d’interaction génétique (diminution et/ou augmentation de la quantité de TIMP3 et vitronectine chez les souris TgPACNotch3R169C), nous avons observé un effet différent de l’excès des deux protéines sur les anomalies de la réactivité cérébrovasculaire et celles de la substance blanche. En effet, la réduction de la quantité de vitronectine limite les lésions de la substance blanche sans effet sur la réactivité cérébrovasculaire alors que la réduction de TIMP3 corrige les anomalies vasculaires fonctionnelles sans effet sur la substance blanche. Ces résultats apportent la preuve de concept du rôle pathogène de l’accumulation des protéines TIMP3 et vitronectine dans le processus pathogène de CADASIL et remettent en question les dogmes faisant de l’hypoperfusion le facteur promoteur des lésions de la substance blanche dans la maladie
CADASIL is an autosomal dominant, hereditary, small vessel disease of the brain causing early and progressive white matter lesions. The histopathological characteristics of these lesions remain poorly known. The disease is caused by stereotyped mutations in the gene coding for the NOTCH3 receptor. One of CADASIL hallmarks is the presence in vessels of an abnormal accumulation of NOTCH3 extracellular domain (NOTCH3ECD). Data suggest that CADASIL pathophysiological process may be caused by a toxic effect resulting from NOTCH3ECD deposits, due to an abnormal recruitment of other extracellular matrix components. However, it has been shown that CADASIL mutations differentially affect Notch3 signaling, constitutively or progressively. The latter observations led scientists to propose the hypothesis that Notch3 loss of function may play an important role in CADASIL pathogenesis.We conducted a detailed white matter analysis in a CADASIL mouse model that overexpresses a Notch3 allele with the R169C/R170C mutation and that recapitulates the preclinical stages of the disease (TgPACNotch3R169C). In this model, we observed intramyelinic edema associated with myelin degradation / decompaction detectable by immunochemistry in the brain of mice as young as 6 months of age. Axonal integrity analysis in myelin lesions suggested that axonal loss may appear secondarily. A semi-quantitative method for the quantification of myelin debris has been developed.Next, we tested the hypothesis that Notch3 loss of function might play a key role in CADASIL pathophysiology. We first identified a set of genes that are sensitive to a reduction in Notch3 dosage by half. Quantification of these genes expression in both heterozygous and homozygous mice Knock-in for the R170C mutation showed that Notch3 activity was not lowered in this model. In addition, we analyzed the effect of a suppression of endogenous Notch3 copies on white matter lesions observed in TgPACNotch3R169C mice and observed no worsening of these lesions. Together these results suggest that hypomorphism is not a feature common to all CADASIL mutations, and that white matter lesions in CADASIL do no result from Notch3 loss of function.Finally, we studied the pathogenic effect of Timp3 and vitronectine accumulation, both proteins having been shown to accumulate with NOTCH3ECD early in the course of the disease. By the use of genetic interaction approaches (lowering and increase in Timp3 and vitronectine in TgPACNotch3R169C mice), we observed differential effects of the proteins on white matter lesions and cerebrovascular reactivity impairment. Indeed, vitronectine lowering improves white matter lesions without any effect on cerebrovascular reactivity while Timp3 diminution restores cerebrovascular reactivity without any effect on white matter lesions. These results provide proof of concept for the implication of TIMP3 and vitronectin excess in CADASIL pathogenesis and questions the dogma that make hypoperfusion the main determinant of white matter lesions in CADASIL

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Samaille, Thomas. « Segmentation automatique des anomalies de la substance blanche du sujet âgé ». Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066162.

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Résumé :

Les hyperintensités de la substance blanche (HSB) sont visibles sur les séquences d'imagerie par résonance magnétique (IRM) pondérées en T2. Couramment observées chez les personnes âgées, il est cependant démontré que leur présence en quantité importante est un facteur de risque pour les accidents vasculaires et la démence. Leur impact sur la cognition ou l'effet de HSB plus modérées demeurent néanmoins controversés. A ce jour, la quantification des HSB est principalement réalisée à l'aide d'échelles visuelles alors qu'une segmentation serait plus sensible, permettant une mesure volumétrique, une meilleure caractérisation spatiale et un suivi des lésions dans le temps. Cette thèse présente une nouvelle chaîne de traitements, WHASA (White matter Hyperintensities Automatic Segmentation Algorithm), permettant la segmentation automatique des HSB à partir d'une image T1 et d'une image FLAIR dans un environnement multicentrique. Elle s'appuie sur l'utilisation couplée d'un filtrage par diffusion non linéaire et une segmentation par ligne de partage des eaux. Les régions correpondant aux HSB sont sélectionnées à partir de caractéristiques sur les intensités et la localisation. Les résultas obtenus par WHASA sur 67 sujets provenant de six centres différents sont évalués par rapport à une segmentation manuelle de référence. Les performances sont ensuite comparées avec celles de plusieurs méthodes issues de la littérature. Enfin, WHASA est appliquée sur des données issues d'autres études pour évaluer sa robustesse. Au total, WHASA a été utilisée sur 260 sujets provenant de onze machines IRM, comprenant des imageurs 1,5T et 3T, avec des épaisseurs de coupe vairant entre 2,5 et 6,2 mm.

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Uszynski, Ivy. « Identification et caractérisation des faisceaux de substance blanche en IRM : développements précliniques ». Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAY075/document.

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Résumé :

L'imagerie IRM permet d'observer les principaux faisceaux de fibres de substance blanche dans le cerveau. Cette imagerie offre de nombreuses applications potentielles pour mieux comprendre le développement du cerveau sain et pathologique ou pour étudier l'impact de substances thérapeutiques. Pour observer ces fibres, il faut combiner une acquisition IRM bien maitrisée aujourd'hui avec une procédure de traitement de données qui est encore le sujet de différents projets de recherche. Pour caractériser ces fibres qui ne font que quelques microns de diamètre, il faut porter la résolution spatiale de l'IRM au-delà de la résolution spatiale d'acquisition. Pour obtenir cette super-résolution, il a été proposé de combiner une modélisation biophysique du signal avec différentes mesures du signal IRM. L'ensemble permet d'accéder par exemple à des mesures du diamètre axonal, comme par exemple l'approche AxCaliber (Assaf 2008). Un des intérêts de cette mesure est qu'elle est corrélée à la vitesse de conduction des signaux électriques (Horowitz 2015). Ces développements méthodologiques sont principalement réalisés chez l'homme. Pourtant, de nombreux modèles animaux sont utilisés pour comprendre le cerveau sain et pathologique. Dans le cadre d'une collaboration entre l'équipe UNIRS de Neurospin (Cyril Poupon) et l'équipe 5 du GIN (Emmanuel Barbier), nous avons initié des travaux pour porter chez la souris les outils actuellement employés chez l'homme
Magnetic resonance imaging (MRI) allows the observation of the major white matter fiber tracts in the brain. It can thus be used in many applications to have a better understanding of the development of healthy and pathological brains and to study the effect of potential therapeutic treatments. In order to observe these fibers, one must combine a today well-controlled MRI acquisition with a data processing procedure that is still under investigation for many research projects. To characterize those fibers whose diameters are only a few microns wide, the MRI spatial resolution must be raised beyond the spatial resolution of the acquisition. This super-resolution achievement can be obtained by combining biophysical models with several measures of the MRI signal. Together, one can gain access to axon diameter measures for example, as was done by Assaf in 2008 (AxCaliber approach). One of the interests of this measure is its correlation with the conduction velocity of the electric signals (Horowitz 2015). These methodological developments are mainly done in human research. However, many animal models are used to understand the healthy as well as the pathological brains. In the context of a collaboration between team UNIRS of NeuroSpin (Cyril Poupon) and team 5 of GIN (Grenoble Institute of Neuroscience) (Emmanuel Barbier), we have initiated the transfer for the mouse of the tools currently used for human

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FAUQUETTE, ANNIE. « Maladie d'alzheimer : etude de la substance blanche en imagerie par resonance magnetique nucleaire ». Lille 2, 1989. http://www.theses.fr/1989LIL2M175.

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Cardoso, Marie-Céleste. « Implication du gène GFAP dans les pathologies humaines neurodégénératives de la substance blanche ». Clermont-Ferrand 1, 2008. http://www.theses.fr/2008CLF1MM22.

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Parmi les maladies génétiques affectant la substance blanche du système nerveux ou leucodystrophies, la maladie d'Alexander est caractérisée par une accumulation diffuse dans les astrocytes d'inclusions cytoplasmiques éosinophiles, les fibres de Rosenthal, accompagnée d'une démyélinisation. Il est clairement établi que le spectre clinique et les caractéristiques radiologiques de cette pathologie sont plus vastes que décrit initialement pour les formes précoces, les formes adultes étant particulièrement hétérogènes. Nous avons développé une méthode diagnostique, rapide et peu onéreuse, basée sur l'analyse par DHPLC des produits d'amplification, adapté à l'analyse des formes tardives, atypiques voir asymptomatiques. A partir d'une cohorte de 42 familles, nous avons identifié 15 mutations hétérozygotes faux-sens et redéfini les critères diagnostiques des formes juvéniles et adultes. Aucune mutation de GFAP n'a été détectée chez 60% des patients. Nous avons suspecté l'implication d'autres défauts moléculaires de GFAP pouvant conduire à une surexpression : un réarrangement génique ou une variation dans des séquences régulatrices. La recherche de réarrangements géniques par QMPSF n'a permis d'identifier chez 177 patients atteints de maladie d'alexander ou de leucodystrophie de cause indéterminée ni délétion ni duplication de GFAP. Le séquençage d'une région génomique 5'flanquante de GFAP chez 58 patients présentant un phénotype compatible avec la maladie d'Alexander a mis en évidence 7 substitutions dont les conséquences fonctionnelles sur la transcription ont été testées en ligne astrocytaire. Au final, 2 variations -1279C>T et -1313G>C réduisent in vitro l'activité transcriptionnelle. Il sera nécessaire de confirmer cet effet inhibiteur in vivo puis de démontrer que cette réduction d'expression est liée à un phénotype d'Alexander. Lors de l'analyse des séquences codantes spécifiques des 2 isoformes minoritaires GFAPε et κ, nous avons mis en évidence chez 58 patients suspectés de maladie d'Alexander 8 variations dont 2 substitutions d'acide aminé : εp. Arg430Cys et εp. Arg430His. Les premiers tests fonctionnels en lignée astrocytaire ne nous ont pas apporté d'arguments en faveur d'une perturbation du réseau de filaments intermédiaires par interaction directe avec GFAPα
Among genetic diseases involving the cerebral white matter or leukodystrophies, Alexander disease is characterized by an accumulation in astrocytes of diffuse eosinophilic cytoplasmic inclusions named Rosenthal fibers, with demyelination. The clinical spectrum and radiological characteristics of this disease are wider than initially described for early forms, adult forms being particularly heterogeneous. We have developed a diagnostic method, fast and inexpensive, based on DHPLC analysis of PCR products allowing the screening of GFAP mutations in a significant number of patients. We analyzed 42 families suspected of Alexander disease and identified 15 heterozygous missense mutations in 17 patients, 8 of which have never been described. The study of a large number of later forms led to redefine diagnostic criteria of juvenile and adult forms. Among our cohort of patients, 60% displayed no mutation of GFAP while clinical and radiological features of most of them do not differ from those of mutated patients. We have suspected the involvement of other GFAP molecular defects leading to overexpression : a copy number variation or a mutation in regulatory sequences. We analysed by QMPSF 177 patients affected by Alexander disease or undetermined leukodystrophy and identified neither duplication nor deletion of the 9 coding regions of GFAPα. We analysed by sequencing a 5'genomic region of GFAP in 58 patients displaying a phenotype consistent with Alexander disease and identified a total of 7 substitutions which functional consequences on transcription were tested in astrocytoma cells. Finally, 2 substitutions -1279C>T and 1313G>C reduced the in vitro transcriptional activity of the promoter. Finally we analyzed the specific coding sequences of 2 alternative isoforms GFAP ε and κ in 58 patients suspected of Alexander disease and identified a total of 8 variations including 2 amino acid substitutions : εp. Arg430Cys and εp. Arg430His. Functional tests in astroglioma cells have not provided arguments in favor of an intermediate filament disruption by direct interaction between these mutants and GFAPα. In conclusion we developed a molecular method for Alexander disease diagnostic suited for later forms analysis. We have excluded gene rearrangements as causative or aggravating factor and we do not obtained arguments in favor of GFAP ε and κ involvement. Two substitutions in the promoter sequence clearly reduce the in vitro transcriptional activity of this region. We have to confirm this inhibitory effect in vivo and demonstrate that the reduced expression is associated with Alexander phenotype

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Koob, Mériam. « Etude de la substance blanche cérébrale de l'enfant par imagerie en tenseur de diffusion ». Thesis, Strasbourg, 2012. http://www.theses.fr/2012STRAD005.

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Résumé :

L’imagerie en tenseur de diffusion, ou DTI, est une application de l’imagerie de diffusion qui permet de quantifier en chaque direction de l’espace la diffusion des molécules d’eau. Cette technique permet d’obtenir la direction de fibres cérébrales en chaque voxel, et de reconstruire indirectement les faisceaux de substance blanche du cerveau en 3D par tractographie. Les paramètres scalaires du tenseur, la FA ou fraction d’anisotropie, et l’ADC ou coefficient apparent de diffusion, permettent d’analyser la microstructure cérébrale de manière quantifiée. Les applications du DTI sont nombreuses, comme l’étude du développement cérébral normal et des pathologies de la substance blanche.Nous avons tout d’abord étudié le DTI chez le fœtus. Pour ce faire, une chaîne de traitement d’images DTI fœtales, compilée dans un logiciel, Baby Brain Toolkit (BTK) (https://github.com/rousseau/fbrain), a été implémentée. Ce logiciel permet notamment de corriger les artéfacts de mouvements qui dégradent la qualité du DTI fœtal. BTK a été validé sur des cas normaux, puis a été appliqué à un modèle de malformation cérébrale. Nous avons aussi étudié un cas d’infection à cytomégalovirus en DTI.Nous avons ensuite analysé l’intérêt des paramètres scalaires DTI dans l’étude d’une leucodystrophie rare, le syndrome de Cockayne. Le DTI permet de diagnostiquer le syndrome de Cockayne, de distinguer ses sous-types cliniques, et d’approcher sa physiopathologie. Nous avons ainsi montré qu’il s’agit d’une pathologie hypomyélinisante primitive, suivie d’une démyélinisation secondaire de bas grade
Diffusion tensor imaging (DTI) is a diffusion-weighted imaging application that allows water motion quantification in any direction. This technique determines brain fiber direction in each voxel, and reconstructs indirectly white matter fibers tracts in 3D with tractography. Scalar DTI parameters, such as fractional anisotropy (FA) and apparent diffusion coefficient (ADC), provide a quantitative analysis of brain microstructure. DTI applications are numerous, especially in the study of brain development and white matter pathologies.First, we studied DTI in the fetus. For this, we implemented a processing method for fetal DTI images, and compiled it in a software, Baby brain Toolkit (BTK) (https://github.com/rousseau/fbrain). BTK was validated on normal cases, and then applied to a brain malformation model. We also studied a case of cytomegalovirus infection with DTI.We then investigated the utility of scalar DTI parameters in a rare leukodystrophy, Cockayne syndrome. DTI allows to diagnose Cockayne syndrome, to distinguish between clinical subtypes, and to understand its pathophysiology. We showed that Cockayne syndrome was a primitive hypomyelinating disorder, followed by a low grade secondary demyelination

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Sakka, Laurent. « Evaluation d'un peptide de synthèse dans la réparation des lésions traumatiques de la substance blanche ». Thesis, Clermont-Ferrand 1, 2015. http://www.theses.fr/2015CLF1S001/document.

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Résumé :

Ce travail évalue l’efficacité d’un peptide dérivé d’une protéine TSR dans la réparation des lésions traumatiques de la substance blanche du système nerveux central. Les propriétés neuroprotectrices ont été explorées sur l’activité anti-oxydante et anti-apoptotique. Le NX210 augmente la viabilité des cellules B104 exposées au peroxyde d’oxygène, un des principaux radicaux oxygénés de la réaction secondaire. Lemécanisme anti-apoptotique a été étudié par la mesure de l’activité anti-caspase. Le NX210 inhibe l’activité des caspases 3/7 selon un effet dose dépendant. Les propriétés neuroréparatrices ont été testées sur des modèles de lésions médullaires chez le rat. Dans un modèle de section médullaire, le NX210 stimule précocement la croissance axonale et la fasciculation. Deux molécules impliquées dans la fasciculation, les neurofilaments et la laminine, sont colocalisées au niveau de la repousse. L’efficacité clinique du NX210 a été testée sur un modèle de contusion médullaire. Le poids corporel était précocement et constamment supérieur chez les animaux traités par rapport aux témoins. L’amélioration motrice évaluée en «open-field» comprenait une augmentation de la distance parcourue et une diminution du temps passé dans les cellules centrales. Un score de BBB supérieur à 14 chez les animaux traités signait la restauration de la coordination des mouvements entre les membres thoraciques et les membres pelviens. La normalisation des réflexes pouvait être corrélée à la restitution du contrôle supraspinal, notamment par la repousse des fibres corticospinales, rubrospinales et extéroceptives. L’action sur le recrutement cellulaire a été étudiée sur un modèle de section du corps calleux en immunohistochimie. La réalisation d’une lésion proche de la zone subventriculaire permettait d’explorer le recrutement cellulaire à partir de cette niche à cellules souches. L’absence de cellule NeuN+ tendrait à démontrer l’absence de recrutement neuronal. Le marquage au MBP montrait des débris de myéline à distance du foyer lésionnel liés à des phénomènes de dégénérescence wallérienne ou d’excitoxicité. La présence de cellules GFAP+ etNG2+ sur le site lésionnel témoignait d’un recrutement astrocytaire et oligodendrocytaire
In this work, we have studied the efficacy of a TSR-derived peptide in white matter repair. Neuroprotective properties were studied using two models of oxidative stress and apoptosis in vitro. NX210 increases cell viability after exposition to H2O2, one the main ROS that take part in the secondary lesion. Anti-oxidant action was mediated by the scavenger property of the molecule and the stimulation of signaling pathway. Anti-apoptotic action was assessed by measuring caspase 3/7 activity. NX210 inhibits caspase 3/7 activity according to a dose effect relation. Neurorepair was assessed using two separate rat models of spinal cord injury (SCI). In the model provided by section of both dorsal funiculi, NX210 stimulates early axonal growth that predominates on sensory fibers and displays a fasciculate organization. At the site of regrowth, neurofilaments were colocalized with laminin, a molecule involved in fasciculation and axonal guidance during embryogenesis. Clinical efficiency was assessed using a contusive model of SCI. Body weight was early and constantly increased in NX210 treated animals as compared to vehicle treated animals. Improvement in locomotor behavior was appraised with the open field tests. Path length was significantly increased while time spent in central cells was constantly decreased in NX210 treated animals. A BBB score above 14 only performed by NX210 treated animals was related to the restoration of coordination between forelimbs and hind limbs. Normalization of reflexes such as paw placement and toe spread in NX210 treated animals could becorrelated to the recovery of supraspinal control. The action on cell recruiting was assessed by immunohistochemistry using a rat model of corpus callosum section. The lesion was performed near the subventricular zone to study cell proliferation and migration from the stem cell niche to the site of injury. The lack of NeuN immunostaining confirmed the absence of neural cells recruitment. Myelin debris identified by MBP immunostaining were located at a distance from the site of injury. GFAP and NG2cells significantly more numerous in NX210 treated animals identified astrocyte and oligodendrocyte recruitment all around the lesion site

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Maillard, Pauline. « Vieillissement et hypersignaux de la substance blanche : Détection automatique et application à l'analyse de grandes cohortes ». Caen, 2008. http://www.theses.fr/2008CAEN2041.

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Le vieillissement de la population dans les pays industrialisés au cours de ce dernier siècle a accru de façon considérable l’incidence de la survenue de démence. Cette augmentation place l’identification des mécanismes du vieillissement cérébral comme un enjeu majeur des neurosciences. Parmi eux, les hypersignaux de la substance blanche (HSB) cérébrale constituent donc un marqueur important des maladies vasculaires cérébrales et expliquent, en partie, le déclin cognitif observé chez le sujet âgé de plus de 65 ans. Nous avons développé un algorithme automatique de détection, quantification, localisation et cartographie des HSB à partir d’IRM T1, T2 et DP (densité de protons) et l’avons appliqué aux IRM de plus de 2500 sujets âgés issus de l’enquête épidémiologique EVA (Etude du Vieillissement Artériel) et de l’étude longitudinale 3C (Etude des 3 Cités). Afin de valider la méthode, les résultats de l’étude EVA ont été confrontés à l’évaluation visuelle d’un expert et aux données de la littérature. Les effets de facteurs de risque connus pour être impliqués dans la prévalence d’HSB ont été vérifiés. De plus, une étude multicentrique entre les résultats des études EVA et 3C a permis de montrer la reproductibilité de la méthode et sa robustesse quand aux paramètres des images. En vue d’une application longitudinale, la méthode a été modifiée pour le suivi individuel des HSB permettant de distinguer deux phénomènes distincts : le développement des HSB existants et l’apparition de nouveaux HSB entre les deux sessions d’examens. Les résultats de l’analyse longitudinale ont montré d’une part que les volumes d’HSB de la substance blanche profonde ne variaient pas entre les deux sessions contrairement aux volumes d’HSB juxtaventriculaire et périventriculaire, soulignant que la dichotomisation des HSB à partir de critères physiologiques avait un intérêt étiologique. D’autre part, cette étude a également permis de montrer que le développement des HSB existants s’accélérait avec l’âge, et particulièrement chez les hommes, tandis que l’émergence de nouveaux HSB semblait garder une vitesse constante avec l’âge. Cette approche originale offre de nouvelles pistes pour expliquer l’étiologie des HSB, encore largement inconnue, et pour en préciser les conséquences cognitives et motrices sur la population âgée
The increase of life expectancy during the last century has led to a growing number of dementia cases in the aging population. This incidence has reinforced the importance of characterizing the mechanisms of the normal brain aging. Among them, White Matter Hyperintensities (WMH) are a strong marker of vascular diseases and explain, in parts, cognitive decline observed in individuals aged 65 years and over. We have developed an automated algorithm for the detection, quantification, localization and mapping WMH using T1-, T2- and PD- (proton density) weighted MRI. This algorithm was applied to the analysis of two large MRI databases: EVA (Etude du Vieillissement Artériel) and 3C (Etude des 3 Cités). The reliability of the whole procedure was assessed by the comparison of WMH load estimated with a conventional visual inspection approach and by investigating whether previously reported associations still hold with the WMH load detected by our algorithm. We finally tested the inter-centre reproducibility the method by comparing WMH distributions and loads in the two samples and its robustness to different MRI parameters. In order to apply to longitudinal data, the method has been optimized to study individually the emergence of new WMH between the two trials and the development of WMH already existing at baseline. This study suggested that load of deep WMH was constant between the two sessions, contrary to juxtaventricular or periventricular WMH underlying that dichotomization of WMH based on physiological determinants has an etiological relevance. The results also indicated that development of existing WMH was larger with age, particularly in men, contrary to the emergence of new WMH that kept constant with aging. This original approach offer new possibilities to investigate the aetiology of WMH, still largely unknown, and to make their cognitive and motor consequences on aging population clearer

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GICQUEL, SEBASTIEN. « Detection, quantification et localisation automatiques des hypersignaux de la substance blanche en imagerie par resonance magnetique ». Caen, 1998. http://www.theses.fr/1998CAEN2025.

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Résumé :

Les hypersignaux de la substance blanche (hsb) sont des zones ischemiques ponctuelles, visibles sur les irm ponderees en t2 et en dp, liees a la degenerescence des arterioles de petit calibre. Ils sont presents chez les sujets ages normaux, dans des proportions variant de 27 a 83% selon les etudes. Cette importante variabilite dans leur recensement etant principalement d'origine humaine, un outil de detection automatique est necessaire. La methode repose sur l'analyse des irm ponderees en t1 en orientation sagittale, t2 et dp en orientation axiale d'un meme sujet. La detection des hsb requiert, outre une phase de segmentation multispectrale, de nombreux pre et post-traitements. Tout d'abord, une correction des inhomogeneites dues a l'instrumentation est appliquee, en modelisant les variations d'intensite visibles sur un objet homogene, et en calculant une matrice de correction. Les trois modalites irm sont ensuite placees dans un meme referentiel, a l'aide d'un algorithme de recalage irm-tep. Le cerveau est edite sur l'irm ponderee en t1, fournissant un masque qui, une fois recale permet l'edition des deux autres modalites. Puis, une segmentation bayesienne multispectrale permet d'isoler la substance blanche (sb) ainsi que des objets susceptibles de representer des hsb. Une suite d'operations morphologiques genere une image contenant la sb et les eventuels hsb. Une seconde segmentation, en deux classes, de cette image resulte en un masque des hsb, et permet de calculer leur nombre, leur taille, et leur position dans le referentiel de l'irm. Enfin, les coordonnees des centres de masse des hsb sont passees dans le referentiel de talairach, autorisant des analyses statistiques sur un grand nombre de sujets. La methode a ete partiellement appliquee a une base de donnees de 850 jeux d'irm cerebrales. Les phases de correction des inhomogeneites, de recalage, d'edition, et de detection de ca et cp aboutissent a un taux de reussite global superieur a 90%.

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Poupon, Cyril. « Détection des faisceaux de fibres de la substance blanche pour l'étude de la connectivité anatomique cérébrale ». Paris, ENST, 1999. http://www.theses.fr/1999ENST0026.

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Résumé :

Le domaine de l'imagerie médicale est actuellement en plein essor et offre aux cliniciens et aux cognitivistes toute une panoplie de modalités pour étudier le cerveau. Ces outils permettent non seulement d'accéder à l'anatomie du cerveau (IRM), mais aussi d'observer son fonctionnement in vivo (irmf, tep, Meg). De nombreuses études concernent la segmentation des noyaux gris centraux ou l'étude du relief cortical. Différents projets de cartographie anatomo-fonctionnelle ont été menés au cours de ces dernières années. Mais peu d'études de la substance blanche ont encore vu le jour, à cause de l'insuffisance des résolutions spatiales des séquences IRM standard pour en étudier la structure. L'avènement récent de l'imagerie du tenseur de diffusion (itd) a bouleverse la recherche dans ce domaine. Cette thèse propose une étude de la matière blanche à deux échelles : une échelle macroscopique pour laquelle la matière blanche est parcellisée en lobes fonctionnels, et une échelle plus fine qui révèle un reseau complexe de faisceaux de fibres présents chez tous les individus. Dans un premier temps, nous décrivons une méthode de parcellisation automatique du cerveau en hémisphères puis en lobes, en utilisant des équations d'évolution de l'interface gris/blanc. Pour aborder l'étude structurale de la matière blanche in vivo, une séquence d’IRM pondérée en diffusion a été implantée au service hospitalier Frédéric joliet. Ce type d'imagerie mesure la mobilité des molécules d'eau dans le cerveau qui est maximale dans la direction des fibres, ce qui en révèle l'orientation. L'acquisition d'images de bonne qualité et la construction de cartes de tenseur de diffusion ont nécessite plusieurs développements : - l'optimisation des paramètres de la séquence, - une correction des distorsions géométriques echoplanaires fondée sur un critère d'information mutuelle, - une méthode d'estimation robuste des coefficients du tenseur de diffusion à partir des données pondérées en diffusion. Ensuite, nous avons développé un outil de détection et de suivi des faisceaux de fibres au sein de la substance blanche. Cette méthode, appelée tracking, utilise une carte des directions locales des faisceaux, calculée à partir de l'itd. La forte sensibilité de l'algorithme de tracking à la présence de directions erronées nous a conduits à élaborer une régularisation des directions reposant sur un modèle markovien de la géométrie des fibres. Enfin, différents résultats de tracking, concernant la détection des grands faisceaux de la substance blanche et les faisceaux d'association courts, illustrent l'efficacité de la méthode. Ces résultats constituent une avancée importante dans le domaine des neurosciences et vont permettre, à court terme, de réaliser une cartographie détaillée de la connectivité cérébrale.

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Poupon, Cyril. « Détection des faisceaux de fibres de la substance blanche pour l'étude de la connectivité anatomique cérébrale / ». [Paris] : École nationale supérieure des télécommunications, 2000. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37623589g.

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Lunven, Marine. « Les disconnexions de la substance blanche comme facteur prédictif de l’évolution de la négligence spatiale unilatérale ». Thesis, Lyon 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LYO10352.

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Résumé :

La négligence spatiale unilatérale (NSU) est une affection neurologique fréquemment observée après une lésion de l'hémisphère cérébral droit. Les patients ne vont plus être en mesure de prendre en compte les stimuli présentés dans l'hémi-espace gauche. La NSU participe à l'aggravation du handicap des patients, par la réduction des possibilités en rééducation motrice et cognitive à la phase aigue d'un accident vasculaire comme sur le long terme. L'identification des facteurs prédictifs de sa chronicité pourrait permettre une meilleure prise en charge clinique de ces patients. Nous avons étudié les altérations des connexions anatomiques observées en IRM de diffusion sous-tendant la persistance de la NSU. Nos résultats démontrent qu'en plus d'un dysfonctionnement fronto-pariétal hémisphérique droit, la persistance de ce syndrome serait associée à une déconnexion interhémisphérique. L'hémisphère gauche isolé ne serait pas en mesure de compenser les déficits des patients. La récupération devrait s'effectuer par une amélioration dans les capacités d'échange des informations entre les deux hémisphères, notamment dans les régions postérieures pariétales et occipitales. Nous nous sommes intéressés à tester cette hypothèse par le biais d'une méthode de rééducation, l'adaptation prismatique (AP). Il s'agit d'une thérapie dont les effets sur la sémiologie des patients sont remarquables. Nos résultats suggèrent que l'amélioration de la NSU pourrait s'observer par le recrutement du réseau fronto-ponto-cérébelleux. Les régions frontales gauches seraient un relais anatomique entre le cervelet droit et le réseau fronto-pariétal gauche
Unilateral spatial neglect is a frequent neurological condition after right hemisphere damage. Patients behave as if objects on their left did not exist anymore. The presence of neglect has negative prognostic value for functional recovery in the acute and chronic phases after a stroke. Finding predictors of persistent neglect would permit to adapt rehabilitation procedures. We used diffusion MRI to define the state of anatomical connections in neglect and their predictor value for neglect persistence. Our results revealed that, together with right intra-hemispheric fronto-parietal disconnections, persistence of neglect is associated with inter-hemispheric disconnection. We concluded that an isolated left hemisphere may fail to compensate neglect because it cannot take into account left-sided objects. Recovery of neglect would instead occur thanks to the sharing of visual information between the two hemispheres, notably in posterior parietal and occipital cortices. We tested this hypothesis by using prism adaptation (PA) therapy. PA is a non-invasive and convenient technique to rehabilitate neglect. We showed that patients with damaged fronto-ponto-cerebellar pathways did not benefit from PA. This finding strongly suggests that PA can ameliorate signs of neglect by improving inter-hemispheric communication through enhanced activity of these connections. Left frontal areas may constitute the anatomical link between the right cerebellum and the left fronto-parietal network. Thus, connectional anatomy can help predict both neglect recovery and the quality of its response to rehabilitation therapies

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Graulieres, Eliane. « Valeur prédictive des anomalies d'imagerie tensorielle de diffusion détectées dans la substance blanche apparemment normale et la substance grise de patients atteints de sclérose en plaques ». Toulouse 3, 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/350/.

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Résumé :

Jusqu'ici, l'IRMc a montré ses limites quant au suivi de la sclérose en plaques (SEP) en ne retrouvant pas de corrélation entre la charge lésionnelle visible sur les images IRM et le score clinique EDSS définissant la gravité du handicap d'un patient atteint de SEP. L'imagerie tensorielle de diffusion (ITD), en quantifiant la diffusion moyenne de l'eau et le degré d'anisotropie des tissus caractérisé par la fraction d'anisotropie dans le système nerveux central, apporte des informations in vivo sur les modifications physiopathologiques de la SEP. Mais jusqu'à présent, aucun marqueur ne permet de prévoir avec certitude l'évolution de la pathologie. Ainsi, des marqueurs robustes qui décriraient le processus de la maladie sans conteste afin d'améliorer la compréhension physiopathologique de la SEP et d'établir un pronostic seraient d'utilité. L'objectif de cette thèse a été de mener une étude par ITD dans la SBAN et la SG de patients atteints de SEP de forme rémittente en employant de nouveaux indices mathématiques : le Skewness (S) et le Kurtosis (K) et d'en comparer l'intérêt par rapport aux quantifications d'histogrammes habituellement utilisés position du pic et hauteur du pic. D'un point de vue méthodologique, les résultats d'une première étude à court terme : 3 mois ont montré que l'indice S reflèterait une dégradation significative de la SG sur cette courte période alors qu'aucune évolution clinique n'est mesurable. Un groupe de volontaires sains n'a pas montré de telles modifications. .
Until now, cMRI have shown limitations about the management of multiple sclerosis (MS) because there is not correlation between lesion load visible on MRI images and clinical score EDSS that defines the severity of handicap of a patient with multiple sclerosis. The diffusion tensor imaging (DTI), by quantifying mean diffusivity of water and the degree of anisotropy of tissues characterized by fractional anisotropy in the central nervous system, gives in vivo information about physiopathological modifications of MS. But to this day, no marker can predict with certitude the evolution of pathology. Hence, robust markers that may surely describe the disease process are needed in order to improve the physiopathological comprehension of MS and establish a prognostic. The objective of this thesis was to realise a DTI study in NAWM and GM of patients with remitting-relapsing multiple sclerosis by using new mathematic indices: the Skewness (S) and the Kurtosis (K) and compare them with usual histograms quantifications: peak position and peak height. From a methodological point of view, the results of a first short term study: 3 months have shown that whereas there was not clinical evolution, the S index may reflect a significant alteration of GM over this short period. A group of healthy subjects did not show such modifications. The modifications of S, if the clinical evolution was confirmed, may be a marker of the disease evolution before repercussion on clinical score EDSS. .

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JELASSI, MOUNIR. « Les infarctus cerebraux de moins de 15 mm : ont-ils une origine differente selon leur localisation dans les noyaux gris centraux ou la substance blanche ? » Lille 2, 1992. http://www.theses.fr/1992LIL2M298.

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Kassem, Jinane. « L'exposition à une inflammation anténatale sensibilise le cerveau immature à une lésion excitotoxique postnatale ». Thesis, Tours, 2008. http://www.theses.fr/2008TOUR3119.

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Résumé :

La leucomalacie periventriculaire est l’une des causes principales d’infirmité motrice cérébrale chez le nouveau-nés prématurés. Notre hypothèse est qu’une inflammation maternelle sensibilise le cerveau immature à des lésions de la substance blanche (SB) et neuronales excitotoxiques. Afin de la tester, des rates Sprague Dawley ont reçu de LPS d’E.coli à 19 et 20 jours de gestation. Les rates témoins ont reçu des injections de PBS. Les rats nouveau-nés ont reçu d’iboténate à P4 puis sacrifiés à P5 et P9. Dans le groupe LPS vs temoin, nous avons montré une aggravation des lésions de la substance blanche caractérisées par une activation microgliale, hypomyélinisation et astrogliose. Une diminution des neurones GABAergiques et dopaminergiques était associée aux lésions de la SB. Nous avons montré une diminution de la liaison des récepteurs dopaminergiques D1 et D2 aux ligands spécifiques. Le LPS potentialise les effets de l’Ibo en majorant les lésions cérébrales macroscopiques et diffuses
The periventricular leucomalacia is one of the main causes of cerebral palsy in premature infants. This disorder desease is multifactorial. Our hypothesis is that maternal inflammation sensitizes the immature brain to white matter (WM) and neuronal excitotoxic lesions. To test it, Sprague Dawley rats received LPS E. Coli at 19 and 20 days of gestation. The female control have received injections of PBS. The newborn rats received iboténate at P4 and then sacrificed at P5 and P9. In LPS groups vs control groups, immunohistochemical study showed an aggravation of histological lesions of the WM characterized by microglial activation, a hypomyelinisation and astrogliose. A decrease in GABAergic neurons and dopaminergic neurons were associated with WM lesions. Autoradiographic studies also showed a decrease of dopaminergic receptors D1 and D2 binding specific ligands. In this study, we showed that the LPS potentiates the effects of the Ibo by increasing macroscopic and diffuse brain injury

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Sappey-Marinier, Dominique. « Spectroscopie par résomance magnétique nucléaire des lipides de la substance blanche cérébrale normale et pathologique : sclérose en plaques ». Lyon 1, 1987. http://www.theses.fr/1987LYO10114.

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Sappey, Marinier Dominique. « Spectroscopie par résonance magnétique nucléaire des lipides de la substance blanche cérébrale normale et pathologique sclérose en plaques / ». Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb376096424.

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Popov, Alexandros. « Global inference of the structural connectivity of white matter fiber bundles using deep learning approaches and microstructural prior knowledge ». Thesis, université Paris-Saclay, 2022. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03789629.

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Résumé :

La cartographie de la connectivité anatomique du cerveau humain est un défi scientifique majeur. Décrire la trajectoire et les connexions réalisées par les cent milliards de neurones qui composent le cerveau est une tâche titanesque et multi-échelle.Les grands faisceaux ont été décrits par des approches anatomiques classiques dès le 20ème siècle. Ces travaux ont également révélé l'existence de faisceaux plus courts, appelés superficiels, qui définissent la connectivité entre les régions anatomiques voisines. La taille réduite et la forme complexe de ces faisceaux posent un sérieux défi à leur visualisation, si bien que leur description demeure à ce jour débattue.Le premier axe de recherche de cette thèse vise à repousser les limites de l'IRM de diffusion et proposer un nouveau jeu de données ex-vivo du cerveau humain entier, intitulé Chenonceau, dédié à la caractérisation de la connectivité fine du cerveau.Le jeu de données est composé de deux acquisitions anatomiques pondérées en T2 à une résolution de 100 et 150 microns, ainsi que 175 jeux de données d'IRMd à une résolution de 200 microns et une pondération s'élevant jusqu'à 8000 s/mm2. Plus de 4500 heures d'acquisitions, réparties sur deux ans et demie ont été nécessaires pour acquérir ces données.Chenonceau met à profit la puissance de l'IRM pré-clinique Bruker 11.7T, doté à la fois d'un champ magnétique élevé et d'un tunnel de gradients puissants (780mT/m) permettant d'atteindre la résolution mésoscopique et une très forte pondération en diffusion.Pour concilier la taille imposante du cerveau humain avec l'imageur pré-clinique, un nouveau protocole d'acquisition est proposé. Celui-ci repose sur la séparation du cerveau en échantillons de taille réduite, qui sont sont imagés individuellement, puis réassemblés en post-traitement pour reconstituer le volume intégral.L'ensemble de la démarche est présenté, incluant le protocole de coupe et de préservation des pièces anatomiques, le détail des séquences IRM utilisées ainsi que la description du pipeline de traitement des images. Une attention particulière est portée à la définition de l'étape de recalage qui recompose le volume entier à partir des acquisitions individuelles.Les premières inférences de la connectivité anatomique issues de ce nouveau jeu de données sont également présentées. Les techniques de tractographie et de clustering permettent d'extraire non seulement les faisceaux longs de Chenonceau, mais également les faisceaux superficiels.La seconde partie de la thèse a porté sur le développement d'une nouvelle méthode de suivi de fibres, fondée sur l'utilisation d'un modèle de verres de spins.Ce dernier exprime le problème de tractographie sous la forme d'un ensemble de fragments de fibres, appelés spin, distribués dans l'échantillon et dont la position et l'orientation, ainsi que les connexions qu'ils établissent sont associés à une quantité d'énergie. La construction des tracts résulte du déplacement et de la connexion des spins, dans le but d'atteindre le minimum global d'énergie.Cette thèse propose de remplacer la méthode de Metropolis-Hastings utilisée pour l'optimisation par un agent entraîné dans un cadre d'apprentissage par renforcement.Cette nouvelle formulation vise à améliorer le choix des actions, qui ne seraient plus tirées aléatoirement, mais dictées par une stratégie apprise par l'agent, fruit de ses interactions passées avec des environnement semblables.Les capacités d'anticipation et de projection d'un tel agent apparaissent particulièrement adéquates pour proposer la trajectoire la plus pertinente dans des régions ou l'information de diffusion est ambiguë. De même, la possibilité pour l'algorithme d'apprendre au travers d'interactions permet de contourner la difficulté d'établir des ensembles de faisceaux considérées véritables
Mapping the structural connectivity of the human brain is a major scientific challenge. Describing the trajectory and connections made by the hundred billion neurons that make up the brain is a titanic and multi-scale task.The major fiber bundles have been described by classical anatomical approaches since the 20th century. These studies also revealed the existence of shorter bundles, called superficial bundles, that ensure the connectivity between neighboring anatomical regions. The small size and complex shape of these bundles set a serious challenge to their visualization, so that their description remains under discussion to this day.The first research axis of this thesis aims at pushing the limits of diffusion MRI and proposing a new ex-vivo dataset of the whole human brain, called Chenonceau, dedicated to the characterization of the fine connectivity of the brain.The dataset consists of two T2-weighted anatomical acquisitions at 100 and 150 micron resolution, as well as 175 dMRI datasets at 200 micron resolution with diffusion weighting reaching 8000 s/mm2. More than 4500 hours of acquisition, distributed across two and a half years were necessary to acquire this data.Chenonceau takes advantage of the Bruker 11.7T preclinical MRI system, equipped with both a high magnetic field and a powerful gradient tunnel (780mT/m) allowing to reach the mesoscopic resolution and a very high diffusion weighting.To reconcile the large size of the human brain with the preclinical system, a new acquisition protocol is proposed. It is based on the separation of the brain into smaller samples, which are imaged individually, then reassembled in post-processing to reconstitute the full volume.The whole process is presented, including the protocol for the cutting and the storage of the anatomical samples, the details of the MRI sequences and the description of the image processing pipeline. Special attention is dedicated to the definition of the registration step which recomposes the whole volume from the individual acquisitions.The first inferences of anatomical connectivity from this new dataset are also presented. Tractography associated with clustering techniques allow the extraction of the long and superficial bundles of Chenonceau.The second part of the thesis focused on the development of a new method for fiber tracking, based on the use of the spin glass model.The latter expresses the tractography problem as a set of fiber fragments, called spins, distributed in the sample and whose position and orientation, as well as the connections they establish, are associated with an amount of energy. The construction of the tracts results from the displacement and connection of the spins, with the aim of reaching the global minimum of energy.This thesis proposes to replace the Metropolis-Hastings method used for optimization by an agent trained in a reinforcement learning framework.This new formulation aims at improving the choice of actions, which would no longer be randomly drawn, but dictated by a strategy learned by the agent, fruit of its past interactions with similar environments.The anticipation and projection capacities of such an agent appear particularly adequate to propose the most relevant trajectory in regions where the diffusion information is ambiguous. Moreover, the possibility for the algorithm to learn through interactions allows to circumvent the difficulty of establishing datasets of ground-truth bundles

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Lecrux, Clotilde. « Etude de la vulnérabilité à différents types de lésions cérébrales chez le rat spontanément hypertendu : implication de mécanismes non vasculaires ». Caen, 2006. http://www.theses.fr/2006CAEN2073.

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Les accidents vasculaires cérébraux ont fait l’objet d’un nombre considérable de recherches précliniques – grâce à des modèles animaux – et cliniques – lors d’essais cliniques chez l’homme. Cependant, les essais testant des molécules neuroprotectrices chez l’homme se sont révélés globalement infructueux et le seul traitement actuellement autorisé est l’administration d’un thrombolytique. Notre projet a eu pour objectif de participer à la meilleure prise en compte dans les modèles animaux de paramètres présents chez les patients souffrant d’une ischémie cérébrale. Le premier est l’hypertension artérielle chronique qui est le principal facteur de risque et aggravateur de l’ischémie cérébrale. Nous montrons qu’il existe chez les rats spontanément hypertendus une aggravation des lésions cérébrales d’origine ischémique et excitotoxique. Nos données montrent qu’il existe une vulnérabilité spécifique du parenchyme cérébral des rats spontanément hypertendus, indépendamment du niveau de pression artérielle. De plus, nous montrons une vulnérabilité spécifique liée à la stimulation des récepteurs AMPA chez ces rats. Le second paramètre étudié est la lésion de la substance blanche. Nous avons développé un modèle de lésion de la capsule interne chez les rats spontanément hypertendus. Ce modèle a été caractérisé par la quantification du volume de lésion – par imagerie par résonance magnétique et histologie - et par la mesure des déficits moteurs – par des tests comportementaux. Ces deux approches participent à mieux caractériser les modèles animaux dans l’ischémie cérébrale, qui restent une étape indispensable pour le dévelopement d’un traitement efficace en clinique
A considerable number of studies on stroke pathophysiology have been completed at both the level of experimental research – with animal models – and clinical research – during clinical trial in human. However, neuroprotective treatments tested during clinical trials failed to show any beneficial effect, and the only treatment currently available is the thrombolytic approach. Our project aimed to participle to improve animal models of cerebral ischemia by including the factors commonly present in human patients. The first is chronic arterial hypertension, which is the main risk and aggravating factor in cerebral ischemia. We demonstrate that spontaneously hypertensive rats display exacerbated brain lesions following both a cerebral ischaemia and an excitotoxic insult. Our data show a specific vulnerability of the strain of spontaneously hypertensive rats, independently from the level of blood pressure. Furthermore, we provide evidence of a specific vulnerability to AMPA receptors stimulation in these rats. The second factor we studied is the lesion of the white matter. We have developed a model of internal capsule lesion in the spontaneously hypertensive rat. This model has been characterised by the quantification of lesion volume – through the use of magnetic resonance imaging and histological staining – and by the measurement of behavioural deficits – through the use of behavioural tests. These approaches intend to a better characterization of animal models of cerebral ischemia, which remain a essential step to develop a beneficial treatment for stroke

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GUILLEMOT, ERIC. « Approche en imagerie par resonance magnetique de la degenerescence wallerienne dans les sequelles d'accidents vasculaires cerebraux ischemiques ». Aix-Marseille 2, 1993. http://www.theses.fr/1993AIX20834.

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Goizet, Cyril. « Caractérisation de la région chromosomique 11q14. 3 à la recherche d'un gène responsable d'une leucodystrophie de cause inconnue ». Bordeaux 2, 2005. http://www.theses.fr/2005BOR21258.

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Résumé :

Les leucodystrophies (LD) constituent un groupe très hétérogène de maladies génétiques rares touchant la myéline de la substance blanche du cerveau. La cause demeure indéterminée (LCI) dans 30 % des cas. Nous avons identifié une microdélétion 11q14. 3 chez un patient porteur d'une LCI. Cette découverte permet de localiser une nouvelle région chromosomique susceptible de posséder un gène impliqué dans les LCI. Nous avons réalisé une cartographie physique fine de la région d'intérêt grâce à la construction d'un contig de BACs la couvrant en entier. Nous avons ainsi pu caractériser sur le plan moléculaire la microdélétion qui mesure1,7 Mb en utilisant plusieurs techniques : recherche d'hémizygotie de microsatellites, FISH, dosage génique. La responsabilité de quatre gènes candidats, GRM5, LOC143680, NOX4 et NAALADase II, a été investiguée chez ce patient sur une cohorte de sujets atteints de LCI
Leukodystrophies (LD) are a heterogenous group of rare hereditary diseases affecting the myelin of the white matter in the central nervous system. 30 % of all LD remain of undetermined cause (LUC). We describe here a de novo 11q14. 3 microdeletion revealed a new chromosomal region susceptible to bear a gene involved in the pathogenesis of LUC. We constructed a contig of BACs encompassing the entire region of interest in order to obtain a physical map of this region. We then molecularly characterized this microdeletion. The size of the deleted region was evaluated to 1,7 Mb by using a search of hemizygosity with microsatellite markers and FISH analysis with several BACs selected from the contig. We have investigated the potential implication of four candidate genes, GRM5, LOC143680, NOX4 and NAALADase II, both in our patient and in a group of children with LUC. None have been yet demonstrated responsible for the LUC

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Pron, Alexandre. « Etude de la connectivité structurelle des faisceaux d'association courts de la substance blanche du cerveau humain en IRM de diffusion ». Thesis, Aix-Marseille, 2019. http://www.theses.fr/2019AIXM0391.

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Les fibres d’association courtes (fibres en U) de la substance blanche connectent des territoires corticaux situés dans des gyri adjacents. L’estimation in vivo de l’extension spatiale de ces fibres requiert des données IRM pondérées en diffusion (IRMd) à résolution spatiale et angulaire élevée afin de limiter l’effet du volume partiel à l’interface cortex/substance blanche et de capturer la complexité des configurations de fibres de la matière blanche superficielle. De telles données nécessitent des méthodes de prétraitement adaptées. De plus, l’étude quantitative de la connectivité de ces fibres nécessite la mise en place de stratégies avancées de tractographie et de filtrage des tractogrammes obtenus. Dans ce cadre, nous avons développé Diffuse (https://github.com/MecaLab/Brainvisa-Diffuse), une boîte à outil dédiée au traitement des données IRMd qui interface les méthodes de l’état de l’art de prétraitement, modélisation locale et d’estimation de la trajectoires des fibres par tractographie. En nous appuyant sur Diffuse, nous avons quantifié l’impact de six chaînes de correction des artéfacts classiquement utilisées en traitement des données IRMd sur les étapes ultérieures de modélisation locale et de tractographie (Brun et al. 2019). La deuxième contribution de ce thèse propose de décrire la connectivité des fibres en U d’un sillon en définissant un nouvel espace de représentation continu (Pron et al. 2018). Cet espace a été utilisé pour caractériser la connectivité anatomique des fibres d’association courtes du sillon central de 100 sujets droitiers issus de la base de données IRM de haute qualité du Human Connectome Project
Short association fibres (U-shaped fibres) of the white matter connect cortical territories located in adjacent gyri. In vivo estimation of the spatial extent of these fibres requires diffusion-weighted MRI data (dMRI) with high spatial and angular resolution to limit the effect of partial volume at the cortex/white substance interface and to capture the complexity of the fibre patterns. Such data require appropriate pre-processing methods. In addition, the quantitative study of the connectivity of these fibres requires the implementation of advanced tractography and filtering strategies for the tractograms obtained. In this context, we have developed Diffuse (https://github.com/MecaLab/Brainvisa-Diffuse), a toolbox dedicated to dMRI data processing that interfaces state-of-the-art methods for pre-treatment, local modelling and estimation of fibre trajectories by tractography. Using Diffuse, we quantified the impact of six artefact correction chains typically used in dMRI data processing on subsequent local modelling and tractography steps (Brun et al. 2019). The second contribution to this thesis proposes to describe the connectivity of the U-shaped fibres of a sulcus by defining a new continuous representation space (Pron et al. 2018). This space was used to characterize the anatomical connectivity of the short association fibers of the central sulcus of 100 right-handed subjects from the Human Connectome Project's high-quality MRI database

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Collin, Cédric. « Déterminants barométriques et non barométriques de la rigidité artérielle sur l'atteinte des organes ciblés : exemple de la maladie de Fabry, de la maladie rénale et des lésions de la substance blanche au cours du vieillissement : approche pharmacologique et épidémiologique ». Paris 5, 2010. http://www.theses.fr/2010PA05P628.

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L’augmentation de la rigidité artérielle contribue à l’augmentation de la pression pulsée centrale. Les effets d’une augmentation de la pression pulsée sont désormais bien connus : hypertrophie et remodelage des artères de gros et moyen calibre, et atteintes de la microcirculation (raréfaction…), conduisant à augmenter la résistance vasculaire au flux sanguin et en conséquent la pression artérielle. Il a été démontré que la pression pulsée ou la rigidité artérielle étaient associés aux atteintes microvasculaires des organes cibles (coeur, rein et cerveaux). Cependant il est important de distinguer les mécanismes d’atteintes d’organes cibles dans les pathologies où la pression artérielle est augmentée ou non. Dans la maladie de Fabry, il existe une hypertrophie artérielle et cardiaque, ainsi qu’une insuffisance rénale chronique. Ces anomalies sont dues essentiellement aux dépôts de substrats dans la paroi artérielle et sont associées à une augmentation de la rigidité artérielle, à pression artérielle normale. Nous avons alors précisé dans cette pathologie l’effet du traitement sur les paramètres géométriques et fonctionnels artériels et l’hypertrophie cardiaque. Ensuite nous avons étudié l’influence de la rigidité et du remodelage artériels sur la progression de la maladie rénale chronique, qui dépend de la pression artérielle individuelle. Enfin, nous avons décrit les relations entre la rigidité artérielle et les lésions de la substance blanche au cours du vieillissement, dans une population de sujets vivant en communauté
Increased arterial stiffness contributes to an increase in central pulse pressure. Damaging effects of increased pulse pressure have been demonstrated in large arteries (hypertrophy, remodelling) and in microcirculation (rarefaction), leading to increase vascular resistance in the blood flow and therefore the mean arterial pressure. Central pulse pressure and arterial stiffness were associated with microvascular damage in target organs (heart, kidney and brain). We suggested distinguishing mechanisms of target organ damage in pathologies whether blood pressure is increased or not. First, in Fabry disease (deposition of lipids in arterial wall), arterial and cardiac remodelling and chronic renal failure, associated with an increased arterial stiffness but with normal blood pressure are described. We then specified the effects of replacement treatment on cardiac and arterial properties. Then we studied the influence of arterial stiffness and remodelling in chronic kidney disease, which is strongly dependent of blood pressure. Finally, we described the relationship between arterial stiffness and white matter lesions in an elderly population of community-dwelling subjects

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Vargas, Patricia. « Etude des atteintes de la substance blanche liées aux performances motrices et de langage des patients après un accident vasculaire cérébral ». Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00987601.

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Résumé :

L'imagerie par tenseur de diffusion (DTI) est une technique qui permet d'étudier l'organisation et l'état structurel des faisceaux de substance blanche. L'étude de l'intégrité des faisceaux peut aider à comprendre et à déterminer la sévérité du pronostic des patients après un accident ischémique cérébral (AIC). Dans cette thèse, je présente deux études ; dans la première nous avons comparé les résultats obtenus à partir d'un template du faisceau Corticospinal (FCS) à ceux obtenus par la tractographie chez des sujets sains et des patients post-AIC. Dans les deux groupes, les valeurs de la fraction d'anisotropie (FA) obtenues avec la tractographie étaient plus élevées que celles du template. Cependant, chez les patients, les deux méthodes ont détecté une diminution des valeurs de FA du FCS ipsilésionnel, qui était corrélée aux scores moteurs, mais les valeurs de FA obtenues avec le template étaient mieux corrélées avec le signal BOLD généré par la main parétique. La deuxième étude cherchait à savoir si la sévérité de l'aphasie post-AIC pouvait être corrélée à l'atteinte de certaines régions de la substance blanche. L'analyse voxel à voxel a permis d'identifier une zone située à l'intersection des voies dorsale et ventrale du langage, au-dessous de la jonction temporo-pariétale (JTP) gauche. La gravité des dommages dans cette région, évaluée par les valeurs de la FA, était mieux corrélée aux déficits phasiques que le volume de l'infarctus. Dans cette thèse, nous avons trouvé que, après un AIC, l'atteinte du FCS est un bon prédicteur de la sévérité du déficit moteur et celle d'une région localisée au-dessous de la JTP gauche, est un bon prédicteur de la sévérité de l'aphasie.

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Hannoun, Salem. « Détection et suivi longitudinal des anomalies de la substance blanche et de la substance grise dans la sclérose en plaques par des approches régionales et statistiques d'IRM de tenseur de diffusion ». Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00661283.

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Résumé :

Si l'imagerie par résonance magnétique (IRM) montre la charge lésionnelle qui reflète le caractère inflammatoire de la sclérose en plaques (SEP), il n'existe pas de marqueur permettant de prédire son évolution ou de caractériser les phénomènes de neurodégénérescence. Par conséquent, cette étude a pour objectif premièrement d'identifier des marqueurs de l'intégrité tissulaire par IRM de tenseur de diffusion (DTI), permettant de détecter les dommages tissulaires de type inflammatoire et/ou dégénératif, et deuxièmement de caractériser leur évolution par une analyse longitudinale, chez des patients de différentes formes cliniques. A cette fin, nous avons proposé une première approche régionale des substances blanche (SB) et grise (SG) sous-corticale et une deuxième approche statistique globale analysant par TBSS les variations d'anisotropie de la SB et par VBM la densité de la SG. Les résultats obtenus dans la SB montrent des variations de la fraction d'anisotropie (FA), et des diffusivités radiales et axiales reflétant respectivement une atteinte myélinique et une atteinte axonale alors que la SG présente une augmentation de la FA suggérant une atteinte dendritique neuronale. L'analyse par TBSS et VBM montre des anomalies touchant plutôt les régions sous-corticales chez les patients rémittents qui s'étendent aux régions corticales chez les patients de forme progressive. Longitudinalement, on retrouve essentiellement des changements de FA dans la SB et d'atrophie de la SG chez les patients rémittents. Ces travaux montrent que la DTI constitue une méthode sensible pour une meilleure détection et compréhension des altérations cérébrales et de leur évolution dans la SEP.

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Hannoun, Salem. « Détection et suivi longitudinal des anomalies de la substance blanche et de la substance grise dans la sclérose en plaques par des approches régionales et statistiques d’IRM de tenseur de diffusion ». Thesis, Lyon 1, 2011. http://www.theses.fr/2011LYO10031/document.

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Résumé :

Si l’imagerie par résonance magnétique (IRM) montre la charge lésionnelle qui reflète le caractère inflammatoire de la sclérose en plaques (SEP), il n’existe pas de marqueur permettant de prédire son évolution ou de caractériser les phénomènes de neurodégénérescence. Par conséquent, cette étude a pour objectif premièrement d’identifier des marqueurs de l’intégrité tissulaire par IRM de tenseur de diffusion (DTI), permettant de détecter les dommages tissulaires de type inflammatoire et/ou dégénératif, et deuxièmement de caractériser leur évolution par une analyse longitudinale, chez des patients de différentes formes cliniques. A cette fin, nous avons proposé une première approche régionale des substances blanche (SB) et grise (SG) sous-corticale et une deuxième approche statistique globale analysant par TBSS les variations d’anisotropie de la SB et par VBM la densité de la SG. Les résultats obtenus dans la SB montrent des variations de la fraction d’anisotropie (FA), et des diffusivités radiales et axiales reflétant respectivement une atteinte myélinique et une atteinte axonale alors que la SG présente une augmentation de la FA suggérant une atteinte dendritique neuronale. L’analyse par TBSS et VBM montre des anomalies touchant plutôt les régions sous-corticales chez les patients rémittents qui s’étendent aux régions corticales chez les patients de forme progressive. Longitudinalement, on retrouve essentiellement des changements de FA dans la SB et d’atrophie de la SG chez les patients rémittents. Ces travaux montrent que la DTI constitue une méthode sensible pour une meilleure détection et compréhension des altérations cérébrales et de leur évolution dans la SEP
If magnetic resonance imaging (MRI) shows the inflammatory nature of multiple sclerosis (MS) lesions, there is no marker capable of predicting its evolution or characterizing neurodegeneration. Therefore, the aim of this work was first, to identify markers of tissue integrity by diffusion tensor MRI (DTI) for the detection of inflammatory and/or degenerative tissue damages, and second, to characterize their changes with time using a longitudinal analysis of patients with different clinical forms. To this end, we first proposed a regional approach based on several white (WM) and gray (GM) matter regions of interest, and second, a statistical approach for the analysis of global WM anisotropy changes (TBSS) and GM density changes (VBM). WM analysis showed variations of the fractional anisotropy (FA), and radial and axial diffusivities, reflecting myelin and axonal damage respectively, while the GM analysis showed increased FA suggesting neuronal dendritic loss. TBSS and VBM analysis showed abnormalities affecting mostly subcortical regions in patients with relapsing-remitting (RR) MS which extended to cortical regions in patients with progressive MS. Longitudinally, we mainly observed WM FA changes and GM atrophy in RR patients. This work showed that DTI is a sensitive method for the detection and a better understanding of brain alterations and their progression in MS

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Vulser, Hélène. « Etude en imagerie par résonance magnétique des substrats neuro-anatomiques de la dépression sub-syndromique chez l'adolescent ». Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066613/document.

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Résumé :

Des anomalies macro et micro-structurales des réseaux cérébraux impliqués dans la régulation émotionnelle ont été observées chez des adolescents et des adultes présentant un trouble dépressif majeur. Cependant, on ignore si ces anomalies se développent au fur et à mesure de la maladie dépressive ou si elles sont présentes avant. La dépression sub-syndromique de l’adolescent étant associée à un risque élevé, mais non systématique, de développer ultérieurement un trouble dépressif majeur, l'étude des corrélats neuro-anatomiques qui lui sont associées pourrait apporter des informations sur la physiopathologie de la dépression. Nous avons utilisé les données cliniques et d’Imagerie par Résonance Magnétique pondérée en T1 et en diffusion de l’étude européenne IMAGEN portant sur 2131 adolescents recrutés en population générale à 14 ans, puis réévalués à 16 ans, afin de comparer les données d’adolescents présentant une dépression sub-syndromique à celles d’adolescents non déprimés. Nous avons mis en évidence des changements structuraux chez des adolescents présentant une dépression sub-syndromique dans des régions impliquées dans la dépression. La relation entre dépression sub-syndromique à 14 ans et dépression clinique à 16 ans était en partie expliquée par un plus petit volume de cortex préfrontal médian chez les filles et par de plus faibles valeurs de fraction d’anisotropie dans les faisceaux connectant le corps calleux au cortex cingulaire antérieur chez les deux sexes. A l’adolescence, des changements cérébraux dans des régions impliquées dans la régulation émotionnelle semblent être associés à un risque accru de transition vers des formes syndromiques de dépression
Neuroimaging findings have been reported in emotional regions in both adults and adolescents with depression but it still remains unknown whether such brain alterations can be detected before depression onset or reflect disease progression. Although subthreshold-depression in adolescence is a condition at risk for Major Depressive Disorder, not all youths with subthreshold depression will develop full-syndrome depression. Thus, studying brain correlates of subthreshold-depression in adolescence may inform on the pathophysiology of depression. We used clinical and, T1 weighted and diffusion magnetic resonance imaging data from the IMAGEN study, an European and population-based cohort of 2131 adolescents recruited from secondary schools at age 14 and followed-up at age 16. Regional gray and white matter morphometry and white matter microstructure were compared between adolescents with subthreshold-depression and healthy control adolescents. Macro and micro structural brain changes were found in adolescents with subthreshold-depression in regions involved in Major Depressive Disorder. The relation between subthreshold-depression at baseline and clinical depression at follow-up was mediated by lower medial-prefrontal gray matter volume in girls and by lower fractional anisotropy in tracts projecting from the corpus callosum to the anterior cingulate cortex in both sexes. The findings suggest that subthreshold-depression in early adolescence is associated with structural volumetric and connectivity changes in emotion-regulation circuits, and that some of these changes might denote high risk for later clinical depression

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Leonetti, Camille. « Rôles de l'activateur tissulaire du plasminogène dans la myélinisation au cours du développement et la remyélinisation apres lésion de la substance blanche ». Caen, 2016. http://www.theses.fr/2016CAEN3160.

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Résumé :

L’activateur tissulaire du plasminogène (tPA) est une sérine protéase qui participe à de nombreux processus physiopathologique. Il a en particulier été montré dans notre laboratoire que le tPA a un effet anti apoptotique sur les oligodendrocytes via son domaine semblable à l'EGF. Mes travaux de thèse ont consisté à étudier les effets du tPA sur la migration et prolifération des oligodendrocytes d'une part, et la maturation des oligodendrocytes d'autre part, pendant le développement embryonnaire et après lésion de la substance blanche. Nous montrons premièrement que l'absence de tPA induit un retard de migration des oligodendrocytes, mais n'a pas d'effet sur leur prolifération, pendant le développement embryonnaire et après lésion de la substance blanche. Dans ces deux conditions, le tPA facilite la migration oligodendrocytaire le long des vaisseaux. Nous mettons également en évidence l'implication du récepteur à l'EGF dans ces processus, en établissant in vitro que le tPA exerce un effet chimiokinésique sur les oligodendrocytes médié par l'EGFR. Nous montrons deuxièmement que le tPA est exprimé (i) au cours du développement par des oligodendrocytes Sox10+/APC+ de façon progressive entre P0 et P7 (ii) après lésion de la substance blanche, principalement 7 et 14 jours après, par des oligodendrocytes majoritairement Olig2+/Sox10+/PDGFRα-/NogoA-. De plus, le tPA exogène induit in vitro une augmentation de l'expression de la protéine myélinique PLP ce qui suggère un effet pro-myélinisant du tPA. Mes travaux de thèse apportent de nouveaux éléments sur le rôle du tPA dans la biologie des oligodendrocytes, particulièrement dans la migration et la maturation, pendant le développement embryonnaire et après lésion de la substance blanche
Tissue-type plasminogen activator (tPA) is a serine protease involved in many physiological and pathological processes (fibrinolysis, synaptic plasticity, neuronal migration, long-term potentiation, apoptosis, inflammation, excitotoxicity). In particular, our laboratory has shown that tPA has an anti-apoptotic effect on oligodendrocytes via its EGF-like domain. My thesis work consisted in studying the effects of tPA, first on the migration and proliferation of oligodendrocytes, and second on the maturation of oligodendrocytes, during embryonic development and after a white matter damage. We show in our first study that the absence of tPA delays oligodendrocyte migration, but has no effect on their proliferation during embryonic development and after white matter damage. In both conditions, tPA promotes oligodendrocyte migration along vessels. We also highlight the involvement of the EGF receptor in these processes by establishing in vitro that tPA has an EGFR dependant chemokinetic effect on oligodendrocytes. In our second study, we show that tPA is (i) expressed gradually during development (from P0 to P7) in Sox10+/APC+ oligodendrocytes (ii) increased in oligodendrocytes 7 and 14 days after white matter damage, particularly in Olig2+/Sox10+/PDGFRα-/NogoA- oligodendrocytes. In addition, exogenous tPA increased in vitro the the PLP myelin protein expression by oligodendrocytes suggesting a pro-myelinating effect of tPA. My thesis work provides new insights into the role of tPA in the biology of oligodendrocytes, particularly in their migration and maturation during embryonic development and after white matter damage

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Lima, Maldonado Igor. « Vers une anatomie fonctionnelle de la substance blanche cérébrale chez l'homme : Étude par dissection de fibres et électrostimulation des voies du langage ». Thesis, Montpellier 2, 2011. http://www.theses.fr/2011MON20137/document.

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Résumé :

La connaissance de la forme et de la fonction des faisceaux d'association aide à la modélisation des réseaux cognitifs, sert au développement d'abords neurochirurgicaux et à l'interprétation de la neuro-imagerie. Nous avons employé une approche hybride anatomique et neurophysiologique dont l'objectif principal a été la caractérisation des sous-parties du complexe faisceau longitudinal supérieur / faisceau arqué (FLS/FA) et de leur participation dans les fonctions langagières articulatoire, phonologique et sémantique. Soixante-huit hémisphères cérébraux ont été préparés par une variante de la technique de dissection de fibres connue sous le nom de méthode de Klingler. En parallèle, nous avons étudié les cartographies fonctionnelles électriques de quatorze patients opérés en condition éveillée pour des tumeurs cérébrales dans le carrefour temporo-pariétal de l'hémisphère dominant. En se basant sur nos constatations en laboratoire, sur la neuro-imagerie et sur la littérature disponible, nous avons procédé à la mise en corrélation des manifestations cliniques provoquées par la stimulation électrique et la topographie des faisceaux d'association. Les préparations anatomiques ont permis d'étudier l'organisation tridimensionnelle de la substance blanche hémisphérique, de réaliser la première description par dissection de fibres du faisceau longitudinal moyen et de caractériser trois composants du FLS/FA : le majeur, le ventral et l'arqué. L'existence d'un composant dorsal le long du bord supérieur de l'hémisphère, hypothèse basée sur l'anatomie du primate non humain et sur la neuro-imagerie, n'a pas été confirmée. L'anatomie fonctionnelle du lobule pariétal inférieur a été revisitée ainsi que celle des voies de substance blanche à l'intérieur. La variabilité interindividuelle dans la distribution des aires fonctionnelles a été évidente, surtout pour le langage. Ces aires ont servi à délimiter la résection tumorale, à savoir : le cortex sensitif primaire, en avant ; l'aire de Wernicke, en inféro-latéral ; et les voies de substance blanche du FLS/FA en profondeur. A ce niveau, l'observation des manifestations cliniques induites par la perturbation électrique ont permis de conclure que le composant ventral operculaire du FLS/FA joue un rôle dans la fonction articulatoire et que le composant arqué, plus profond, est impliqué dans la fonction phonologique. L'exploration fonctionnelle n'a pas fourni d'argument en faveur d'une participation de ce complexe associatif dans le traitement sémantique, une hypothèse de la littérature basée sur la neuro-imagerie uniquement. Ces constatations peuvent avoir des implications importantes, tant dans la pratique clinique que dans la recherche fondamentale, notamment en ce qui concerne la modélisation des bases neurales du langage
The knowledge of the form and function of fiber pathways supports the modeling of cognitive networks, the development of neurosurgical approaches and the interpretation of neuroimaging. We used a hybrid anatomical and neurophysiological methodology whose main objective was to characterize the subunits of the complex comprised of the Superior Longitudinal and the Arcuate Fasciculus (SLF/AF) as well as their participation in the articulatory, phonological and semantic language functions. Sixty-eight cerebral hemispheres were prepared using a variant of the fiber dissection technique known as the Klingler's method. In parallel, we studied the electrical functional maps of fourteen patients operated on using a sleep-awake-sleep technique for brain tumors of the temporo-parietal junction in the dominant hemisphere. Based on our laboratory and neuroimaging findings, as well as on the available literature, we conducted a correlation of clinical manifestations caused by the electrical stimulation and the topography of the association bundles. The anatomical preparations allowed us to detail the three-dimensional organization of hemispheric white matter, to perform the first description of the Middle Longitudinal Fasciculus using fiber dissection, and to characterize three of the four components of the SLF: the major, the ventral and the arcuate. The existence of a dorsal component along the superior edge of the hemisphere was not confirmed by our findings, a hypothesis in the literature that was based on the anatomy of the nonhuman primate and on previous studies on neuroimaging. The functional anatomy of the inferior parietal lobule was revisited as well as the pathways of white matter in its depth. The inter-individual variability in the distribution of eloquent areas was evident, especially for language. These areas were used to delineate the tumor resection, namely: the primary sensory cortex, anteriorly; the Wernicke's area, inferiorly and laterally, and the white matter pathways from the SLF/AF in the white matter. At this level, the observation of the clinical manifestations in connection with the electrical disturbance caused by the cerebral stimulation allowed us to conclude that the ventral opercular component of the SLF has a role in the articulatory function and the deeper arcuate component is involved in the phonological function. The functional mapping does not provide any argument for a participation of this association complex in the treatment of semantics, an assumption in the literature that was based only on neuroimaging. These findings may have important implications, both in clinical practice and in fundamental research, including for modeling the neural basis of language

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Zemmoura, Ilyess. « Reconstruction des fibres blanches cérébrales à partir de la dissection et recalage dans l'IRM post-mortem : pour la comparaison à la tractographie cérébrale par IRM de diffusion ». Thesis, Tours, 2015. http://www.theses.fr/2015TOUR3305/document.

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Résumé :

La connaissance de la morphologie des faisceaux de fibres blanches, qui connectent des régions cérébrales distantes, est indispensable à la compréhension du fonctionnement cérébral. La tractographie par IRM de diffusion reconstruit indirectement cette anatomie à partir d'algorithmes mathématiques complexes. Après une revue des méthodes proposées pour la validation de la tractographie, nous proposons une méthode originale basée sur la reconstruction 3D de faisceaux disséqués. Notre méthode, FIBRASCAN, utilise des acquisitions itératives de surface en cours de dissection. Les faisceaux étaient segmentés sur chaque surface puis reconstruits par empilement. Un support rigide permettait le recalage entre surfaces puis vers l'IRM. Nous avons démontré la précision de chaque étape de reconstruction, et sa faisabilité sur plusieurs faisceaux. Dans la dernière partie de ce travail, la structure des fibres blanches et les modifications induites par la préparation et la dissection sont explorées en microscopie électronique. Nous avons montré que la dissection préservait la structure des axones et peut ainsi être considérée comme un outil de validation de la tractographie
The knowledge of the morphology of white matter fiber tracts, which connect distant cerebral areas, is essential to better understand brain functions. Diffusion MR tractography indirectly reconstructs this anatomy using complex mathematical algorithms. After a review of the existing methods for tractography validation, we propose an original method based on 3D reconstruction of dissected tracts. Our method, FIBRASCAN, used iterative surface acquisitions during dissection. The tracts were segmented on each surface and then reconstructed by stacking these surfaces. A rigid support allowed registration between surfaces and then registration to MRI. We demonstrated the accuracy of each reconstructing step, and the feasibility of our method on several tracts. In the last part of this work, the structure of white matter fibers and the changes induced by preparation and dissection were investigated using electron microscopy. We showed that dissection preserves the structure of axons and can thus be considered as a validation tool for tractography

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Peltier, Johann. « Connexions et fonctions du corps calleux antérieur ». Amiens, 2010. http://www.theses.fr/2010AMIED003.

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INTRODUCTION : Les fonctions et connexions du tiers antérieur du corps calleux (CC) sont peu étudiées probablement du fait de la rareté des lésions antérieures du CC. OBJECTIFS : Nous avions pour objectifs de décrire la connectivité du CC antérieur, de préciser ses rapports anatomiques au sein de l’isthme temporal du CC antérieur et d’étudier son rôle fonctionnel en évaluant des patients callosotomisés. MATERIEL ET METHODES : Notre étude morphologique s’appuyait pour l’étude anatomique sur la méthode de dissection des fibres blanches de Klingler et pour l’étude IRM sur la reconstruction tridimensionnelle par tenseur de diffusion. Par ailleurs 8 patients callosotomisés sur 16 participants ainsi que 8 témoins appariés étaient évalués par une batterie de tests neuropsychologiques évaluant l’efficience intellectuelle globale, les fonctions mnésiques, les capacités exécutives et les capacités de transfert d’un apprentissage sériel. RESULTATS : Les résultats anatomo-radiologiques montrent que : (1) il existe interconnexion bitemporomédiale entre les deux pointes temporales pour la partie la plus caudale et ventrale (rostrum et genou) des radiations calleuses, (2) que ces radiations calleuses ventrales courent dans l’isthme temporal, (3) que 63 % des patients opérés par voie transcalleuse antérieure présentent un déficit mnésique verbal ou visuel, (4) 38 % des patients un syndrome dysexécutif cognitif (dont 25 % de fluences verbales), (5) 25 % des patients un syndrome dysexécutif comportemental et (6) des difficultés d’apprentissage sériel chez tous les patients.

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Labra, Avila Nicole. « Inference of a U-fiber bundle atlas informed by the variability of the cortical folding pattern ». Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPAST056.

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Résumé :

Les progrès technologiques en imagerie médicale ont permis pour la première fois d'explorer in vivo le cerveau des êtres vivants. Cela a conduit à la création de grands projets et de grandes bases de données pour l'étude du cerveau humain comme le Human Connectome Project (HCP) ou le Human Brain Project (HBP), dont cette thèse est issue. La tractographie par IRM de diffussion (dMRI) a été la première technique pour explorer la substance blanche et les principales connexions du cerveau humain, mais il reste encore beaucoup à faire en ce qui concerne les connexions des fibres courtes. D’ailleurs, la frontière entre fibres longues et courtes reste ambiguë et sans consensus au sein de la communauté scientifique et il est impératif de poursuivre les études. Au cours des dernières années, des atlas de faisceaux courts ont été proposés, identifiant une centaine de faisceaux. Cependant, la principale faiblesse dans le développement de ces atlas est un alignement approximatif entre les sujets qui considèrent soit l’espace standard de Talairach ou une méthode fondée sur le recalage des images du tenseur de diffusion (DTI-tk). Aucune de ces approches ne gère correctement la variabilité des motif du plissement cortical qui est étroitement lié aux connexions courtes entourant les sillons, communément appelées faisceaux en U.Ce travail de thèse propose un nouveau cadre pour la création d'un atlas étendu de faisceaux de fibres entre 20mm et 85mm de longueur à partir de deux bases de données de tractographie massives fondées sur l’IRM de diffusion: la base de données ARCHI et la base de données HCP. 76 sujets de chacune ont été utilisés pour construire deux atlas de connexions courtes en utilisant exactement le même pipeline. Cette méthode utilise une procédure d'alignement inter-sujets difféomorphe en deux étapes qui combine les approches DISCO et DARTEL. Premièrement, DISCO inclut l'information du plissement cortical et force l'appariement précis des sillons majeurs qui doivent être contournés par les faisceaux en U. Ensuite, la méthode DARTEL bien connue est appliquée aux fibres pour affiner l'alignement. Le template MNI 152 est utilisé comme cible de la normalisation spatiale, afin de fournir nos résultats dans un espace commun pour faciliter son utilisation dans la communauté scientifique.Un clustering hiérarchique adaptatif et focalisé sur l'extraction des connexions de courte portée est ensuite réalisé pour extraire les faisceaux les plus reproductibles entre les sujets. Cette méthode n’impose pas de restriction sur la forme des clusters de faisceaux obtenus et permet de traiter des bases de données de tractographie massive dans un temps raisonnable et sans utiliser de ressources de calcul de haute performance. Les résultats montrent un nombre accru de faisceaux en U cartographiés de façon reproductible dans la population générale par rapport aux atlas précédents créés auparavant à partir de la même base de données ARCHI. Ce premier atlas contient plus de 400 faisceaux des deux hémisphères. En outre, plus de 600 faisceaux ont été obtenus avec l'énorme base de données HCP de meilleure résolution spatiale. Chacun de ces nouveaux atlas contient tous les faisceaux des atlas existants de connexions courtes et bien plus encore à explorer. Et même, pour certains faisceaux dans la même région et la même position, on observe différentes morphologies. Ces résultats ouvrent une nouvelle voie pour améliorer notre compréhension de la relation entre le plissement cortical et la variabilité des faisceaux en U mais ils visent également la possibilité de détecter des configurations anormales induites par des problèmes de développement qui peuvent conduire à des pathologies mentales telles que la dépression bipolaire ou la schizophrénie
Technological breakthroughs in medical imaging have allowed for first time in vivo exploration of the brain of living beings. This has prompted the creation of big projects and large databases for the study of the human brain such as the Human Connectome Project (HCP) or the Human Brain Project (HBP), of which this thesis is a part. Tractography by diffusion MRI (dMRI) has been the first technique to explore the white matter and the major connections of the human brain but there is still a long way to go regarding short-range connections. Even more, the boundary of the division between long and short fibers remains ambiguous and without consensus among the scientific community and further study is imperative. In recent years, some short bundle atlases have been proposed, identifying about a hundred short-range fascicles. However, the main weakness in the development of these atlases is the poor alignment between subjects which consider only the standard Talairach alignment or the diffusion tensor image registration method (DTI-tk). Neither of those approaches take into account correctly the variability of the cortical folding pattern which is closely related to the short-range connections surrounding sulci, commonly known as U-bundles.This thesis work proposes a new framework for the creation of an extended atlas of short-range fiber bundles between 20mm and 85mm length from two massive dMRI tractography datasets : the ARCHI database and the HCP database. 76 subjects of each one have been used to construct two atlases of short-range connections using exactly the same pipeline. This method uses a two-step diffeomorphic inter-subject alignment procedure that combines DISCO and DARTEL approaches. First, DISCO includes information on cortical folding and forces the accurate match of the main sulci that have to be circumvented by the U-bundles. Then, the well-known DARTEL method is applied to refine the registration. The MNI 152 template is also used, in order to provide our results in a common space to facilitate its use in the scientific community.An adaptative hierarchical clustering based on DBSCAN, focused in the extraction of short-range connections is performed then to extract the most reproducible bundles across subjects. This method does not impose restriction on the shape of the bundle clusters and allows the processing of massive tractography datasets in a reasonable time and without the need of high performance computational resources. The results show an increased number of short-range bundles consistently mapped in the general population compared with previous atlases created from the same ARCHI database. This first atlas contains more than 400 bundles. On the other hand, more than 600 bundles were obtained with the massive HCP database endowed with higher spatial resolution. Each of this new atlases contains all the bundles of the existent atlases of short-range connections and much more to explore. And even, for some bundles in the same region and position, different morphologies of them have been differentiated. Those results open a new path to improve our understanding of the relationship between the folding pattern and the U-bundle variability but also the possibility to detect abnormal configurations induced by developmental issues which may lead to mental pathologies such as bipolar depression or schizophrenia

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Cho, Angelo Hanbum. « Évaluation de mécanismes potentiellement impliqués dans les lésions de la substance blanche après un traumatisme crânien : un rôle pour la Poly (ADP-Ribose) Polymérase ? » Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2015. http://www.theses.fr/2015PA05P601/document.

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Résumé :

Le traumatisme crânien (TC) représente un des problèmes majeurs de santé publique, pour lequel à l’heure actuelle il n’existe aucun traitement. Le TC induit une neuro-inflammation délétère qui pourrait contribuer à l’apparition des lésions de la substance blanche (SB). Ces dernières sont à l’origine de lourdes conséquences neurologiques chez les patients victimes de TC. Néanmoins, très peu d’études se sont intéressées à ces lésions bien que plus sévères que les lésions de la substance grise. Ainsi une meilleure connaissance de leur évolution et des causes devient indispensable. L’hyperactivation de la poly(ADP ribose)polymérase (PARP) joue un rôle délétère dans les conséquences post-traumatiques, notamment sur la neuro-inflammation. Ainsi son inhibition pourrait être bénéfique le développement des lésions de la SB. Dans ce contexte, l’objectif de notre travail a été d’évaluer le rôle de la PARP dans les lésions de la SB dans un modèle expérimental de TC induit par impact cortical contrôlé chez la souris. Dans une première partie, nous avons étudié l’évolution de la démyélinisation dans le corps calleux, une structure riche en SB, entre 6 heures et 3 mois post-TC. Parallèlement, les évolutions de la lésion cérébrale, des déficits sensorimoteurs, de la neuro-inflammation et de l’œdème cérébral ont été étudiées. Le TC induit (1) une démyélinisation dès 7 jours et au moins jusqu’à 3 mois post-TC, précédée par (2) une lésion cérébrale entre 24 et 72 heures suivie par une cicatrisation, (3) une neuro-inflammation entre 6 heures et 7 jours et (4) un œdème cérébral entre 6 et 72 heures post-TC. De plus, le TC induit des déficits sensorimoteurs à 6 heures et 3 mois. Ces résultats montrent que ce modèle est adapté pour étudier les lésions de la SB post-TC, et que la neuro-inflammation et l’œdème cérébral pourrait être impliqués dans la démyélinisation. Dans une deuxième partie, nous avons étudié le rôle de la PARP dans les lésions de la SB suite à TC à l’aide de souris knockout (KO) et wild-type (WT) pour le gène de la PARP. Nous avons mis en évidence que les souris KO ne présentent pas de démyélinisation bilatérale du corps calleux après un TC par rapport aux souris WT à 7 jours post-TC, démontrant pour la première fois l’implication de cette enzyme dans les lésions de la SB consécutives à un TC. De plus, nous avons constaté que les souris KO non traumatisées présentent une diminution de myélinisation comparativement aux souris WT non traumatisées, suggérant un rôle de la PARP dans le processus physiologique de la myélinisation.En conclusion, l’ensemble de ce travail expérimental a permis (1) une meilleure caractérisation de la démyélinisation post-TC et des mécanismes potentiellement impliqués dans cette dernière, et (2) de démontrer pour la première fois le rôle délétère de la PARP dans la démyélinisation induite par un TC. Nos travaux suggèrent le potentiel de l’inhibition de la PARP comme stratégie thérapeutique pour la prévention des lésions de la SB post-traumatiques
Traumatic brain injury (TBI) is a leading cause of death and disability for which there is no neuroprotective treatment up to date. It results in neuroinflammation that may participate in lasting motor and cognitive impairments accompanied by changes in white matter (WM) tracts. WM lesions, evidenced by demyelination, are associated with neurological disorders and in clinical studies are common consequences in patients with chronic TBI. Several studies suggest a contribution of an overactivation of the poly(ADP-ribose) polymerase (PARP) to the neuroinflammatory response which may lead to demyelination. The first part of this study was dedicated to a detailed in vivo assessment of the evolution over time of neurological disorders, cerebral lesion and edema, neuroinflammation and white matter injury induced by controlled cortical impact (CCI) between 6 hours and 12 weeks post-TBI. Notably in the corpus callosum, a significant demyelination starting at 7 days appeared to be a major consequence to post-traumatic neuroinflammation associated with motor dysfunctions. The second part of this study was dedicated to the evaluation of PARP’s role in WM lesions post-TBI, using PARP knockout (KO) mice. Our main findings reveal a diminished demyelination in the corpus callosum of TBI PARP KO as opposed to TBI PARP wildtype specimens. Hence, these data suggest for the first time PARP’s deleterious role in post-traumatic demyelination. In conclusion, taken together these data give an overall view of motor/sensorimotor deficits, neuroinflammation and demyelination in a CCI model of TBI that could help to validate pharmacological strategy for preventing post-traumatic WM injury. Notably, PARP’s inhibition seems to be a valid candidate as this enzyme participates in the establishment of a demyelinating process

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Plaisant, Frank. « Rôles des cytkines pro inflammatoires, de la microglie et du stress oxydatif dans les lésions excitotoxiques de la substance blanche du cerveau en développement ». Paris 7, 2007. http://www.theses.fr/2007PA077223.

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Résumé :

La leucomalacie périventriculaire (LPV) est l'une des causes principales d'infirmité motrice cérébrale chez les nouveau-nés prématurés. Elle correspond à une nécrose et/ou une gliose de la substance blanche périventriculaire. Sa physiopathologie implique plusieurs facteurs comme l'anoxo-ischémie, l'excitotoxicité glutaminergique, l'infection et les cytokines pro-inflammatoires, le déficit en facteurs trophiques et le stress oxydatif. Il a été utilisé, principalement, un modèle murin néonatal de LPV qui consiste à injecter à des souriceaux au 5eme jour de vie, intracérébralement, de l'iboténate, un agoniste des récepteurs au NMDA, ou du S-Bromo-Willardiine, un agoniste des récepteurs AMPA. Ce modèle reproduit des lésions excitotoxtques de la substance blanche semblables à la LPV humaine, il a été étudié l'activation macrophagique dans ce modèle, et l'origine de la microglie activée. Il a été montré qu'il était possible de diminuer les lésions en inhibant l'activation de la microglie par la minocycline, la chloroquine et l'association chloroquine-colchicine. Il a été étudié l'exacerbation des lésions par les cytokines pro-inflammatoires et sa modulation par IL10 et la tianeptine ainsi que l'action neuroprotectrice de substances antkadicalaires comme la péroxirédoxine de type V une nouvelle molécule identifiée
The periventricular leukomalacia (PVL) is one of the principal causes of brain injury at the premature new-born babies. It corresponds to necrosis and/or a gliosis of periventricular white matter. Its physiopathology implies several factors Hke anoxo-ischaemia, glutaminergic excitotoxicity, pro-inflammatory infection and cytokines, deficit in trophic factors and oxydative stress. It was used mainly, a murine neonatal model of PVL which consists to intracérébral administration of the iboténate, a NMDA receptor agonist, or S-Bromo-Willardiine, an AMPA receptor agonist, at newbofn mice of 5th day of life. This model reproduces excitotoxic lesions of the white substance similar to the human LPV. It was studied macrophagic activation in this model, and the origin of the activated microglia. It was shown that it was possible to decrease the lesions by inhibiting the activation of the microglia by minocycline, chloroquine and association chloroquine-colchicïne, It was studied the exacerbation of the lesions by the pro-inflammatory cytokines and its modulation by IL10 and the tianeptine as well as the neuroprotectrive action of anti-radical free substances like the peroxiredoxin of the type V a new identified molecule

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Mortamais, Marion. « Facteurs influençant les relations entre les hypersignaux de la substance blanche cérébrale et le risque de troubles cognitifs et de démence chez les sujets âgés ». Thesis, Montpellier 1, 2013. http://www.theses.fr/2013MON1T009/document.

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Résumé :

Les hypersignaux de la substance blanche (HSB), visualisables par IRM, ont été identifiés comme des facteurs intermédiaires potentiels entre le risque vasculaire et la survenue de troubles cognitifs. Cependant, la relation entre les HSB et la cognition n'est pas encore clairement comprise. L'objectif de ce travail était d'identifier des facteurs susceptibles de moduler les effets des HSB sur la cognition afin de comprendre pourquoi, pour une charge identique en hypersignaux, certains sujets développent des troubles cognitifs quand d'autres ne manifestent aucun symptôme. Six cent soixante sujets sains issus de la population générale et âgés de 65 à 80 ans (Etude ESPRIT) ont été suivis sur une période de 10 ans après avoir passé une IRM cérébrale à l'inclusion. Dans cet échantillon, nous avons montré que l'association entre HSB et troubles cognitifs s'amenuisait avec l'âge, s'observait seulement chez les individus peu éduqués, et chez les sujets avec un profil spécifique de distribution spatiale des HSB, défini par un volume total élevé et une concentration des HSB dans le lobe temporal. Ces résultats suggèrent qu'il existe une population particulière (plus jeune, moins éduquée et avec une répartition des HSB spécifique) chez qui les effets des HSB sur la cognition semblent plus marqués et / ou sont plus facilement détectables. Dans les futures études utilisant les HSB comme marqueur du risque vasculaire dans la cognition, il pourrait être pertinent de cibler plus spécifiquement ce type de population
Cerebral white matter hyperintensities (WMH), detected in vivo with MRI, are commonly used to assess cerebrovascular burden in cognitive impairment. However, the association between WMH and cognition is not consistent the across literature. In our longitudinal population-based study of 660 subjects aged 65 years and over with a brain MRI at baseline (ESPRIT Study), we aimed to identify factors that may modulate the effects of WMH on cognition. During the 10-year follow-up period, we observed that the association between WMH and cognitive impairment became weaker with advancing age, was only observed when the relationship was examined in low-educated individuals, and in patients with a specific spatial distribution of WMH, defined by a severe total WMH load with a high proportion of hyperintensities in the temporal lobe. These results suggest that there is a particular population (younger, less educated and with a specific distribution of WMH) in which the effects of WMH are more severe and/ or more easily detectable. In future studies using WMH as a marker of vascular burden in cognition, this particular population should be specifically considered

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Renard, Félix. « Création et utilisation d'atlas en IRM de diffusion : application à l'étude des troubles de la conscience ». Strasbourg, 2011. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2011/RENARD_Felix_2011.pdf.

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Résumé :

Le but de cette thèse a été la création d'atlas pour l'imagerie par résonance magnétique de diffusion (IRMd). L'IRMd est une modalité permettant d'observer indirectement pour la première fois les fibres de substance blanche in vivo. Le développement de l'imagerie médicale conduit à des volumes de données de plus en plus importants, pour des groupes d'individus de plus en plus nombreux. Les atlas permettent de modéliser cette grande quantité d'information tout en rendant compte de la variabilité inter-individuelle existant au sein d'une population. L'aide au diagnostic est rendue plus performante par la prise en compte implicite d'une grande base d'images de référence. La modalité d'IRMd délivre des signaux complexes permettant d'étudier aussi bien des phénomènes locaux que des mécanismes globaux à l'échelle du cerveau. En raison de la complexité de ce type d'imagerie, il a été nécessaire de développer des outils statistiques, basés sur des atlas, permettant de quantifier ces phénomènes pathologiques, et de les différencier des phénomènes normaux. Le but de cette thèse a été la création d'atlas probabilistes dans un cadre général, et leur application en IRMd pour des patients atteints de troubles de la conscience. Plus précisément, la construction de cet atlas a consisté premièrement en la modélisation probabiliste d'une population de référence supposée saine, deuxièmement en l'identification des différences statistiquement significatives entre un nouvel individu présentant des troubles de la conscience et l'atlas probabiliste. La création de cet atlas doit permettre une meilleure compréhension des mécanismes physiopathologiques sous-tendant les troubles de la conscience
This dissertation deals with the creation of an atlas for diffusion magnetic resonance imaging (dMRI). For the first time, diffusion MRI allows to characterize the underlying neuronal structures. The development of medical imaging leads to more and more important data, for more and more persons. This atlas allow to model this new, important quantity of information, taking into account the inter-individual variability existing in a population. The help of diagnostic is more efficient, with the implicit knowledge of a large database of reference images. The dMRI modality delivers complex signals permitting to study the brain at different scales, from the voxel to the whole brain. Due to the complexity of this kind of imaging, it has been necessary to develop some statistical tools, based on the atlas, permitting to quantify pathological phenomena, and to differentiate them from normal phenomena. The aim of this thesis is the creation of probabilistic atlas for a general case, and the application of the dMRI for persons who have consciousness impairment. More precisely, the conception of this atlas consists in one hand to elaborate a probabilistic model of a normal population supposed healthy, and on the other hand to identify significant statistical differences between a person with some consciousness impairment and the probabilistic atlas. The creation of this atlas permits a better understanding of the physio pathological mechanisms of the consciousness impairments

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Cassol, Emmanuelle. « Evaluation de l'imagerie par résonnance magnétique de diffusion dans la sclérose en plaques ». Toulouse 3, 2004. http://www.theses.fr/2004TOU30024.

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Bihel, Ebeline. « Evolution de la lésion cérébrale et des déficits fonctionnels chez le marmouset soumis à une ischémie cérébrale focale : étude pendant la phase aigüe, subaigüe et chronique ». Caen, 2010. http://www.theses.fr/2010CAEN3118.

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Résumé :

Les échecs des stratégies thérapeutiques contre les conséquences de l’ischémie cérébrale chez l’Homme, ayant pourtant montrées des résultats encourageants chez l’animal, révèlent un réel besoin de développer des modèles animaux pertinents utilisant d’une part des espèces plus proches de l’Homme mais qui soient en même temps faciles à mettre en œuvre. Dans cette optique, nous avons développé un modèle d’ischémie cérébrale par occlusion permanente ou temporaire de l’artère cérébrale moyenne par approche intravasculaire chez le primate non humain, le marmouset. En examinant l’évolution de la lésion cérébrale à l’aide de techniques d’imagerie multimodales à savoir l’imagerie par résonance magnétique (IRM) et la tomographie par émission de positons (TEP), pendant les phases aigüe, subaigüe et chronique, nous avons montré que cette évolution est proche de celle observée chez l’Homme sur le plan de la topographie et de la cinétique. D’autre part, nous avons mis en évidence l’existence de phénomènes secondaires à la lésion initiale (diaschisis) et des altérations discrètes de la matière blanche. L’évaluation des déficits fonctionnels a montré la présence de déficits sensorimoteurs durables, comme hémiparésie et l’hémianesthésie qui sont corrélés aux atteintes cérébrales en particuliers la sévérité des diaschisis et des altérations de la substance blanche. Ainsi, nous avons démontré la pertinence de ce modèle dans l’évaluation de stratégies thérapeutiques contre l’ischémie mais également son intérêt dans la recherche des mécanismes impliqués dans la persistance des déficits fonctionnels
The failure of stroke therapies in human clinical trials has been attributed, at least in part, to the inadequacy of animal models of stroke. Several recent reports emanating from committees of experts have called for the use of models in which pertinent animal species and approaches are employed. In this context, we have developed a new stroke model in a non-human primate, the marmoset, using an intravascular approach to occlude, permanently or transiently, the middle cerebral artery. The analysis of the acute, subacute, and chronic evolution of cerebral damage with pertinent imaging techniques (magnetic resonance imaging and positions emission tomography) has shown a close evolution of cerebral damage between the Human and the marmoset, and the presence of secondary damage, like diaschisis, and discrete chronic white matter alterations. Functional deficits evaluations, through the use of a battery of behavioural tests, have shown long lasting sensorimotors deficits, which could be correlated with the severity of diaschisis and white matter alterations. Thus we have demonstrated the relevance of this marmoset’s stroke model for therapeutic evaluations and the investigation of the mechanisms implicated in the persistence of the functional deficits

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Cyprien, Fabienne. « Rôle du corps calleux dans les troubles de l'humeur et les conduites suicidaires ». Thesis, Montpellier, 2016. http://www.theses.fr/2016MONTT053.

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Résumé :

Le Corps Calleux (CC), principale commissure reliant les deux hémisphères cérébraux, est d'une importance cruciale dans l'intégration des informations interhémisphériques et des fonctions cognitives supérieures. Les modifications du CC pourraient contribuer à des anomalies de connectivité susceptibles d'expliquer les dysfonctionnements des régions cérébrales impliquées dans la physiopathologie de certaines maladies psychiatriques.Toutefois notre connaissance du rôle du CC dans les troubles de l’humeur et les conduites suicidaires est encore très limitée. Nous n'avons que peu d’informations sur l’implication exacte du CC en psychopathologie et sur les facteurs pouvant altérer son intégrité. L’objectif de cette thèse était de mieux préciser les relations existant entre altération du CC, troubles de l’humeur et conduites suicidaires Nous avons montré un lien entre l’atrophie du CC et la survenue de dépression sur une période de 10 ans parmi 467 sujets sains âgés de 65 à 80 ans grâce aux IRM morphologiques de l’étude en population générale Esprit. Dans une étude clinique menée chez 121 femmes plus jeunes (18-50 ans), Nous avons mis en évidence grâce à une technique d’imagerie par tenseur de diffusion (DTI) une altération des parties antérieures du CC chez les femmes bipolaires, tandis que le splénium, la partie postérieure du CC, est atteinte uniquement chez les suicidantes. Nous soulignons également que l’altération du splénium est associée au nombre de tentatives de suicides et au score d’intentionnalité du geste suicidaire. Par ailleurs, Nous avons montré une association de type linéaire entre le niveau d’un marqueur de l’inflammation (CRP) et la réduction de la taille des portions antérieures du CC au sein de la population âgée de l’étude Esprit.Nos travaux suggèrent donc une altération de l’intégrité du CC dans les troubles de l’humeur et les comportements suicidaires à des âges différents de la vie, en population générale et en population clinique. Les études futures devraient permettre de préciser les conséquences des anomalies de communication interhémisphérique mises en évidence dans ces pathologies
Corpus Callosum (CC), the main commissure connecting the two cerebral hemispheres, is of crucial importance in the integration of interhemispheric information and higher cognitive functions. CC alterations might contribute to abnormal interhemispheric connectivity that may underlie functional abnormalities of brain regions involved in the pathophysiology of psychiatric disorders. However, our understanding of the role of the CC in mood disorders and suicidal behaviour is still very limited. We have little information about the exact involvement of the CC in psychopathology and the factors that could affect its integrity. The objective of this thesis was to further clarify the relationship between alterations of the CC, mood disorders and suicidal behaviour.We have found an association between CC atrophy and incident depression over a 10-year follow-up period among 467 healthy subjects aged 65 to 80 years using the morphological MRI data from the epidemiological study Esprit. In a clinical study of 121 younger women (18-50 years), we have used a diffusion tensor imaging (DTI) technique to show an alteration of the anterior parts of the CC in bipolar women, while the splenium, the posterior part of the CC, is altered only in suicidal women. We have also emphasized that the alteration of splenium is associated with the number of suicide attempts and suicidal intentionality scale score. Furthermore, we showed a linear association between the level of a marker of inflammation (CRP) and a reduced size of the anterior parts of the CC within the population of the Esprit study. Our work therefore suggests impaired integrity of the CC in mood disorders and suicidal behaviours at different stages of life, in general population and in clinical population. Future studies should aim to clarify the consequences of interhemispheric communication anomalies identified in these pathologies

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Bauchet, Anne-Laure. « Etude des processus inflammatoires de la substance blanche du système nerveux central chez le macaque : mise au point de deux modèles : étude anatomo-pathologique et corrélation avec l’imagerie ». Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066229.

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Résumé :

Un modèle d’encéphalopathie périnatale (EP) et une Encéphalomyélite Expérimentale Allergique (EAE) modèle de sclérose en plaques ont été mis au point chez le macaque cynomolgus et caractérisés par une étude histologique et en imagerie (IRM). Le modèle d’EP basé sur l’infusion de LPS (lipopolysaccharide) dans le liquide amniotique en fin de gestation a induit des faibles poids de naissance et dans le cerveau, une dépression de la myélinisation, une diminution du nombre d’interneurones dans le noyau caudé et une diminution du nombre de cellules en mitoses. L’EAE a été induite chez 8 animaux sur 8 par immunisation avec de la rhMOG (myelin oligodendrocyte glycoprotein) dans l'adjuvant incomplet de Freund. Une évolution longue (3 animaux / 8) était associée à des lésions démyélinisantes subaiguës et chroniques et à un faible taux d’IgM tandis qu’une évolution monophasique était associée à des lésions aigües avec hémorragie et nécrose et un fort taux d’IgM. Ces modèles ouvrent la voie à des investigations sur la physiopathologie de ces affections et la validation du diagnostic en imagerie
A perinatal encephalopathy (EP) and an experimental allergic encephalomyelitis (EAE) model of multiple sclerosis have been set up in cynomolgus monkeys and characterized by histologic and imaging technics. EP model, based on the intra-amniotic infusion of LPS (lipopolysaccharide) induced lower birth weight, and in the brain a decreased myelination, a lower number of interneurons in the caudate nucleus and a lower number of mitotic cells. EAE was induced in 8 out of 8 animals by rhMOG (myelin oligodendrocyte glycoprotein) immunization in incomplete Freund’s adjuvant. A long evolution (3 animals / 8) was associated with subacute and chronic demyelinating lesions lower IgM titer whereas a monophasic course (5 animals / 8) was associated with acute lesions characterized by necrosis, hemorrhage and a higher IgM titer. These models open perspectives about the physiology of these affections and the validation of imaging in their diagnostic

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Beaujoin, Justine. « Post mortem inference of the human brain microstructure using ultra-high field magnetic resonance imaging with strong gradients ». Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS448/document.

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Résumé :

L’ambition des très hauts champs magnétiques (≥ 7T) à forts gradients (≥ 300mT/m) est de dépasser la résolution millimétrique imposée à plus bas champ pour atteindre l’échelle mésoscopique en neuroimagerie. Etudier le cerveau à cette échelle est essentiel pour comprendre le lien entre fonction et substrat anatomique. Malgré les progrès réalisés sur les aimants cliniques à 7T, il n’en est pas de même des gradients. Cette thèse vise à cartographier le cerveau humain à l’échelle mésoscopique via l’étude de pièces anatomiques post mortem. Une approche alternative a été choisie, reposant sur l'utilisation d'imageurs précliniques à très hauts champs (7T et 11.7T) et forts gradients (780mT/m). Après une première étape de préparation (extraction et fixation) opérée au CHU de Tours, une pièce anatomique complète a été scannée à 3T, avant découpe de l’hémisphère gauche en sept blocs. Un protocole d’acquisition IRM ciblant une résolution mésoscopique a ensuite été mis en place à 11.7T. Ce protocole, incluant des séquences anatomiques, relaxométriques, et de diffusion, a été validé à l’aide de deux structures clé: un hippocampe et un tronc cérébral. Les données anatomiques et de diffusion acquises à une résolution mésoscopique sur l’hippocampe ont permis de segmenter ses sous-champs, d’extraire le circuit polysynaptique et d’observer l’existence d’un gradient de connectivité et de densité neuritique positif dans la direction postéro-antérieure de l’hippocampe. L’utilisation de modèles avancés d’étude de la microstructure a également révélé l’apport de ces techniques pour la segmentation de l’hippocampe, les cartes de densité neuritique révélant les trois couches des champs ammoniens. Un tronc cérébral a ensuite été scanné, avec une résolution atteignant la centaine de micromètres. Une segmentation de 53 de ses 71 noyaux a été réalisée au sein du CHU de Tours, permettant d’établir la cartographie IRM du tronc cérébral humain la plus complète à ce jour. Les principaux faisceaux de la substance blanche ont été reconstruits, ainsi que les projections du locus coeruleus, structure connue pour être atteinte dans le maladie de Parkinson. Forts de ces résultats, la campagne d'acquisition de l'hémisphère gauche, d’une durée de 10 mois, a été initiée. Le protocole d’acquisition à 11.7T intègre des séquences anatomiques (100/150µm) ainsi que des séquences d'imagerie 3D pondérées en diffusion (b=1500/4500/8000 s/mm², 25/60/90 directions) à 200µm. Des acquisitions complémentaires réalisées à 7T comprenant des séquence d’écho de spin rapide avec inversion-récupération ont par ailleurs permis d’étudier la myéloarchitecture du cortex cérébral et d’identifier automatiquement sa structure laminaire. Un nouveau modèle de mélange de Gaussiennes a été développé, intégrant les informations myéloarchitecturales issues de la cartographie T1 et les informations cytoarchitecturales issues de l’imagerie de diffusion. Il a ainsi pu être démontré que l’utilisation conjointe de ces deux informations permettait de mettre en évidence des couches du cortex visuel, l’information myéloarchitecturale favorisant l’extraction des couches externes et la densité neuritique celle des couches plus profondes. Enfin, l’exploitation des données IRM acquises à 11.7T sur les différents blocs a nécessité la mise en place d’une chaîne de prétraitements pour corriger les artéfacts d’imagerie et reconstruire l’hémisphère entier à l’aide de stratégies de recalage difféomorphe avancées. L’objectif de ce projet est l’obtention d’un jeu de données IRM de très haute résolution spatio-angulaire de l’hémisphère gauche. Ce jeu de données anatomique et de diffusion unique permettra à terme de constituer un nouvel atlas IRM mésoscopique de la structure, de la connectivité et de la cytoarchitecture du cerveau humain
The aim of ultra-high field strength (≥7T) and ultra-strong gradient systems (≥300mT/m) is to go beyond the millimeter resolution imposed at lower field and to reach the mesoscopic scale in neuroimaging. This scale is essential to understand the link between brain structure and function. However, despite recent technological improvements of clinical UHF-MRI, gradient systems remain too limited to reach this resolution. This thesis aims at answering the need for mapping the human brain at a mesoscopic scale by the study of post mortem samples. An alternative approach has been developed, based on the use of preclinical systems equipped with ultra-high fields (7T/11.7T) and strong gradients (780mT). After its extraction and fixation at Bretonneau University Hospital (Tours), an entire human brain specimen was scanned on a 3T clinical system, before separating its two hemispheres and cutting each hemisphere into seven blocks that could fit into the small bore of an 11.7T preclinical system. An MRI acquisition protocol targeting a mesoscopic resolution was then set up at 11.7T. This protocol, including anatomical, quantitative, and diffusion-weighted sequences, was validated through the study of two key structures: the hippocampus and the brainstem. From the high resolution anatomical and diffusion dataset of the human hippocampus, it was possible to segment the hippocampal subfields, to extract the polysynaptic pathway, and to observe a positive gradient of connectivity and neuritic density in the posterior-anterior direction of the hippocampal formation. The use of advanced microstructural models (NODDI) also highlighted the potential of these techniques to reveal the laminar structure of the Ammon’s horn. A high resolution anatomical and diffusion MRI dataset was obtained from the human brainstem with an enhanced resolution of a hundred micrometers. The segmentation of 53 of its 71 nuclei was performed at the Bretonneau University Hospital, making it the most complete MR-based segmentation of the human brainstem to date. Major white matter bundles were reconstructed, as well as projections of the locus coeruleus, a structure known to be impaired in Parkinson’s disease. Buoyed by these results, a dedicated acquisition campaign targeting the entire left hemisphere was launched for total scan duration of 10 months. The acquisition protocol was performed at 11.7T and included high resolution anatomical sequences (100/150μm) as well as 3D diffusion-weighted sequences (b=1500/4500/8000 s/mm², 25/60/90 directions, 200μm). In addition, T1-weighted inversion recovery turbo spin echo scans were performed at 7T to further investigate the myeloarchitecture of the cortical ribbon at 300µm, revealing its laminar structure. A new method to automatically segment the cortical layers was developed relying on a Gaussian mixture model integrating both T1-based myeloarchitectural information and diffusion-based cytoarchitectural information. The results gave evidence that the combination of these two contrasts highlighted the layers of the visual cortex, the myeloarchitectural information favoring the extraction of the outer layers and the neuritic density favoring the extraction of the deeper layers. Finally, the analysis of the MRI dataset acquired at 11.7T on the seven blocks required the development of a preprocessing pipeline to correct artifacts and to reconstruct the entire hemisphere using advanced registration methods. The aim was to obtain an ultra-high spatio-angular resolution MRI dataset of the left hemisphere, in order to establish a new mesoscopic post mortem MRI atlas of the human brain, including key information about its structure, connectivity and microstructure

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Benoit, David. « Mise au point et évaluation d'un système fibré de dosimétrie en ligne utilisant des matériaux phosphorescents stimulables optiquement : application à la mesure de dose en radiothérapie et au monitoring de faisceaux ». Toulouse 3, 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/392/.

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Résumé :

L'utilisation des rayonnements ionisants, qu'elle soit dans le domaine médical, industriel ou encore de la recherche, requiert la quantification de l'énergie déposée par unité de masse : la dose absorbée. Les méthodes traditionnelles de dosimétrie sont rappelées. L'ensemble du contexte scientifique dans les domaines de la radiothérapie et de la physique des hautes énergies aboutit à l'élaboration d'un cahier des charges pour le développement d'un nouveau type de dosimétrie en ligne. Celle-ci est basée sur la quantification de la luminescence émise par un matériau phosphorescent stimulable optiquement déporté à l'aide d'une fibre optique. Les principes et applications liés à ces techniques sont exposés au cours des chapitres 2 et 3. Le chapitre 4 décrit un nouveau système de dosimétrie à la fois simple d'utilisation, robuste et flexible. Les premiers résultats expérimentaux mettent en évidence une excellente linéarité de la réponse avec la dose (0,01 à 6 Gy), une variation sur la répétabilité des mesures inférieure à 2%, une sensibilité élevée aux rayonnements ainsi qu'une erreur sur la mesure de dose inférieure à 5%. L'évaluation des potentialités de ce système à la fois pour la mesure de dose durant les traitements de radiothérapie et pour le monitorage de faisceaux dans les installations pour la physique des hautes énergies (CERN et DESY) a donné des résultats encourageants puisque le système remplit certaines exigences spécifiques à chaque type d'application. Enfin, la caractérisation des propriétés structurales et de luminescence du matériau phosphorescent dopé au bore, en vue d'application pour la dosimétrie en champ mixte neutron / gamma, permet d'expliquer la baisse de luminescence observée précédemment
Wherever radiations are used, for medicine, industrial applications or research, the amount of energy deposited per unit mass (absorbed dose) has to be quantified. The usual methods used to quantify the dose, that is dosimetry are reviewed. The overall context in both radiation therapy and high energy physics led to the elaboration of a book of specifications for the development of a novel type of on-line dosimetry. It is based on the quantification of the luminescence emitted by an optically stimulated phosphorescent material deported by an optical fiber. Principles and applications relatives to these techniques are presented in chapters 2 and 3. Chapter 4 describes a novel, easy of use, robust and flexible dosimetry system. The first experimental results exhibit an excellent linearity of the response with dose (0. 01 to 6 Gy), measurement repeatability less than 2%, a high sensitivity to radiation and an error on dose measurement less than 5%. Preliminary system qualification for dose measurement during both radiation therapy treatments and beam monitoring in high energy physics facilities (CERN and DESY) gave encouraging results since the system meets some of the requirements specific to each kind of application. Thus, the characterization of structural and luminescence properties of the phosphorescent material doped with boron, with aim of application for the on-line dosimetry in mixed radiation field neutron / gamma may explain the drop of luminescence previously observed

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Daire, Jean-Luc. « Analyse et optimisation de la perfusion et diffusion tissulaire en imagerie par résonance magnétique (IRM) périnatale et abdominale ». Compiègne, 2004. http://www.theses.fr/2004COMP1505.

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Résumé :

Dans la pathologie cérébrale du prématuré, l'implémentation de séquences de diffusion en imagerie par résonance magnétique (IRM) à 1,5T a permis in vivo : une discrimination des zones saines et pathologiques dans des modèles hypoxiques et excitotoxiques de leucomalacie chez des souriceaux et ratons nouveaux-né (<10gr) ; la caractérisation de ramollissement inflammatoire et de l'évolution biphasique de leucomalacie kystique; une quantification in utero de la maturation cérébrale par le coefficient de diffusion apparent et la fraction d'anisotropie. L'étude de la perfusion hépatique par IRM a conduit à l'optimisation d'un protocole d'acquisition T1 avec injection d'un bolus de gadolinium, associé à une analyse compartimentale. L'application aux pathologies chroniques telles que la fibrose et la cirrhose montre une excellente discrimination sain-fibrose-cirrhose. Cette sensibilité IRM au degré d'atteinte parenchymateuse offre une nouvelle caractérisation non invasive de ces pathologies
Ln newborn brain pathology, MR diffusion weighted sequences at 1,5T allowed in vivo : a discrimination between heathly and pathologic areas in hypoxic and excitotoxic models ofleucomalacia in newborn mouse and rat (<10gr) ; caracterisation of local inflammatory response and biphasic time course of cystic leucomalacia; in utero quantification of brain development with apparent diffusion coefficient and anisotropy fraction. MR quantification of hepatic perfusion parameters was described and validated with a optimized protocol consisting of a T1 dynamic sequence after intravenous bolus administration of gadolinium and a dual input one-compartmental model. Applied to chronic liver diseases, this technique allowed to differentiate healthy liver, fibrosis and cirrhosis with a good correlation between MR and hemodynamic data. Our results demonstrate a high sensitivity to degree of fibrosis and validate the use of dynamic MRI for the non invasive assessment of hepatic perfusion parameters

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Duriez, Quentin. « Tabagisme et atrophie cérébrale chez le sujet âgé ». Thesis, Bordeaux, 2014. http://www.theses.fr/2014BORD0280/document.

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Résumé :

Nombre de personnes âgées, a placé le vieillissement cérébral et ses pathologies associées dans lesdéfis majeurs de ce début de XXIème siècle. Ce travail de thèse consiste à étudier et quantifierl’impact de la consommation de cigarette sur le vieillissement morphologique cérébral au seind’une grande cohorte de volontaires sains, celle de l’étude 3 Cités. Nous nous sommes attachés àévaluer et comparer son impact, par rapport à d’autres facteurs accélérant le vieillissementcérébral, dans des études transversales et longitudinales. Il en ressort que le tabac à un effet,principalement global, plus important que les facteurs de risque cardiovasculaires inclus dans cetteétude, et de même ampleur que celui de l’âge. Nous montrons que cet effet est arrêté avec laconsommation, montrant qu’une prévention chez les personnes âgés pourrait s’avérer d’un bénéficemajeur pour la société. De plus, les analyses ont été réalisées en séparant les femmes et leshommes dans nos analyses. Cela nous a permit de mettre en évidence une influence différentiellede la consommation de tabac sur le vieillissement cérébral dans les deux sexes.Néanmoins, les résultats présentés ont pour la plupart jamais été montrés et cela demande laréplication de l’étude dans une autre population
The increase in life expectancy seen during the XXth century, followed by an increase in theproportion of elderly, placed the study of brain aging and of its accompanying diseases in thespotlight. This thesis had for goal the study and quantification of the impact of tobaccoconsumption on brain morphological aging in a large cohort of elderly subjects from the Three CitiesStudy. We focused to evaluate and compare its impact, in comparison with other factors known toinfluence brain aging, in longitudinals and cross-sectionals studies. We show that tobacco smokinghas an effect, mainly global, more important than the others cardiovascular risk factors included inthis study and as important as the effect of age. Also, we have found that this effect stops with theconsumption, showing that prevention among the elderly population might be of major interest forsociety. Moreover, analysis have been conducted in men and women separately, allowing us to finddifferential effects of tobacco consumption on the brain morphological aging in the two sexes

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Watfa, Ghassan. « Altération vasculaire, hypertension et troubles cognitifs ». Thesis, Nancy 1, 2011. http://www.theses.fr/2011NAN10066/document.

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Résumé :

Le rôle de la composante vasculaire est de plus en plus évoqué dans la pathogénie des atteintes mnésiques et des démences (vasculaire ou Alzheimer). Dans ce contexte, nous avons étudié les aspects épidémiologiques, physiopathologiques, génétiques et thérapeutiques de la relation entre les troubles cognitifs et l'hypertension artérielle ou les marqueurs du vieillissement artériel chez des sujets âgés de 60 à 85 ans hypertendus présentant une plainte mnésique subjective (ADELAHYDE) et chez des sujets institutionnalisés âgés de plus de 80 ans suivis sur un an (PARTAGE), ainsi que dans une population âgée de plus de 60 ans, en bon état général, sans démence et ayant bénéficié d'un bilan systématique de santé (Bilan Senior). Nos résultats portant sur ces 3 populations indiquent clairement que chez le sujet âgé, l'évaluation des marqueurs du vieillissement artériel permet de définir les sujets à plus haut risque de déclin cognitif, alors que la valeur prédictive de la pression artérielle (PA) sur le déclin cognitif ne semble pas être significative. Nous avons également montré que chez les personnes âgées hypertendues traitées de l'étude ADELAHYDE, l'utilisation d'antagonistes calciques était associée à de meilleures performances cognitives, indépendamment du niveau de la PA et de l'état vasculaire. Ceci suggère un effet protecteur spécifique de cette classe pharmacologique sur le déclin cognitif. Par ailleurs, nous n'avons pas pu identifier de facteur génétique associé aux fonctions cognitives
The role of the vascular alterations in the pathogenesis of cognitive impairment and dementia (vascular or Alzheimer) is increasingly recognized. In this context, we studied the epidemiological, physiological, genetic and therapeutic aspects of the relationship between high blood pressure, markers of arterial aging and cognitive impairment in elderly (aged 60-85 years) hypertensive patients with subjective memory complaints (ADELAHYDE study) and in institutionalized elderly subjects (aged >= 80 years) during one year follow-up (PARTAGE study), as well as in an elderly population (aged >= 60 years) with good general health and without dementia (Senior examination study). Our results on these three populations show that markers of arterial aging identified subjects at higher risk for cognitive decline, while blood pressure alone did not appear to have a significant predictive value. We also showed that in elderly hypertensive patients (ADELAHYDE study), treatment with calcium-channel blockers was associated with better cognitive performance, independently of blood pressure level and macrovascular or microvascular alteratios. This suggests a specific neuroprotective effect of channel blockers class in the elderly population. Lastly, we could not identify genetic factors associated with cognitive function

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Quarello, Edwin. « Evaluation de la faisabilité de la caractérisation tissulaire par élastographie chez le fœtus de babouin ». Thesis, Aix-Marseille, 2016. http://www.theses.fr/2016AIXM5069.

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Résumé :

Le but de cette étude était d'évaluer la faisabilité et la reproductilité de l'élastographie ShearWave par voie transabdominale d’organes fœtaux et du placenta chez les babouines gestantes.Matériels et méthodes: Les échographies fœtales de tous les babouines gestantes ont été réalisées prospectivement pendant 9 mois dans un seul centre de recherche sur les primates. La visualisation des organes foetaux cibles (foie, poumons proximal et distal, substance blanche du cerveau et matière grise périventriculaire) et du placenta a été initialement effectuée en utilisant l'échographie 2D pour le repérage des organes, puis le mode élastographique a été activé. Pour chaque organe, trois mesures ont été effectuées par deux opérateurs. On a calculé les coefficients de corrélation intra-classe (CCI) intra-observateur et inter-observateur.Résultats: Au cours de la période d'étude (03/2013 - 12/2013), 21 babouines gestantes ont été inclus correspondant à 21 foetus. Une à trois échographies ont été réalisées pour chaque fœtus. Les mesures ont été réalisables par les deux opérateurs dans tous les cas. Le CCI intra-observateur et inter-observateur était de 0,654 - IC 95% (0,606 à 0,699) et 0,645 - IC 95% (0,553 à 0,721), respectivement.Conclusion: L’élastographie ShearWave par voie transabdominale des organes fœtaux et du placenta peut être réalisée chez les babouines gestantes. La reproductibilité intra-observateur et inter-observateur est correcte mais varie selon les organes visés
The purpose of this study was to assess the feasibility and reproducibility of transabdominal ShearWaveTM elastography of fetal organs and placenta in pregnant baboons.Materials and methods: Fetal ultrasounds of all pregnant baboons in a single primate research center were performed prospectively during 9 months. The visualization of fetal targeted organs (liver, proximal and distal lungs, brain white substance and periventricular gray substance) was initially performed using 2D ultrasound, and then elastography mode was activated. For each organ, three measurements were carried out by two operators. Intra-observer and inter-observer intra-class correlation coefficients (ICC) were calculated.Results: During the study period (03/2013–12/2013), 21 pregnant baboons (21 fetuses) were included. One to three ultrasound scans were performed for each fetus. The measurements were feasible by the two operators in all cases. The intra-observer and inter-observer ICC were 0.654, 95% CI (0.606 to 0.699) and 0.645, 95% CI (0.553 to 0.721) respectively.Conclusion: Transabdominal ShearWaveTM Elastography of fetal organs can be achieved in pregnant baboons. The intra-observer and inter-observer reproducibility is correct but vary according to the targeted organs.ves: The purpose of this study was to assess the feasibility and reproducibility of transabdominal ShearWaveTM elastography of fetal organs and placenta in pregnant baboons

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Delage, Clément. « Translocator protein comme marqueur de neuro-inflammation microgliale suite au traumatisme crânien : de l'imagerie en tomographie par émission de positons à l'analyse cellulaire The 18-KDA translocator protein in traumatic brain injury : from positron emission tomography to cell analysis ». Thesis, Université de Paris (2019-....), 2020. http://www.theses.fr/2020UNIP5001.

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Le traumatisme crânien (TC) est un problème majeur de santé publique pour lequel il n'y a encore aucun traitement à l'heure actuelle. La neuro-inflammation (NI) post-traumatique et la microglie, principale actrice du système immunitaire du système nerveux central (SNC), sont de plus en plus incriminées dans la survenue des lésions de la substance blanche (LSB) à l'origine des troubles neuropsychocomportementaux post-traumatiques. Le suivi et la modulation de l'activation microgliale se révèlent donc être des enjeux scientifiques majeurs. Le but de notre travail a été d'étudier l'utilisation de la translocator protein (TSPO) comme marqueur, car elle est décrite comme spécifique de la microglie activée, à l'aide d'un modèle murin de TC développé au laboratoire. Pour cela, une technique d'imagerie en tomographie par émission de positons (TEP) a été utilisée à l'aide d'un radiotraceur ciblant TSPO, ainsi que différentes techniques d'analyses cellulaires (immunohisto- et cytochimie ; cytométrie en flux). Nos études ont révélé que l'utilisation d'un radiotraceur spécifique de TSPO en TEP ne permet pas de détecter l'activation microgliale que ce soit à 1, 3, 7 ou 14 jours après le TC dans notre modèle expérimental, temps auxquels les précédentes études du laboratoire ont déjà mis en évidence une activation microgliale. Les méthodes immunohistochimiques n'ont pas révélé de colocalisation de TSPO avec les microglies mais ont mis en évidence une importante expression endothéliale de TSPO, que les souris aient subi, ou non, un TC et ceci quel que soit le temps après le TC. Les études immunocytochimiques ont confirmé l'expression de TSPO par les cellules endothéliales d'une part, et par les microglies d'autre part. Enfin, les études de cytométrie en flux ont confirmé l'augmentation de l'expression de TSPO dans les microglies suite à un TC. Cependant, elles ont également révélé que les microglies représentent seulement 44 à 58% des cellules exprimant TSPO selon l'état de la souris et le temps après le TC (entre 1 et 3 jours post-TC). La protéine TSPO est notamment exprimée dans toutes les cellules immunitaires infiltrantes, et de façon plus importante que dans la microglie. En conclusion, le manque de spécificité de TSPO, ainsi que son polymorphisme décrit chez l'Homme, remettent en question son utilisation comme marqueur de suivi de la NI d'origine microgliale. De manière plus générale, la faible intensité de la NI induite par notre modèle de TC et la faible résolution de la TEP remettent en question l'utilisation globale de la TEP lors d'une NI microgliale de faible intensité
Traumatic brain injury (TBI) is a major public health problem for which there is currently no treatment. TBI leads to neuroinflammation, mainly originating from microglial activation. Both microglia and the neuroinflammation are increasingly incriminated in the occurrence of white matter injuries (WMI). Positron emission tomography (PET) imaging appears as a promising method to visualize its activation following TBI. The translocator protein (TSPO) is used to target microglia activation. In this context, we explored microglial activation using in vivo PET imaging and cell analysis in a mild TBI mice model in which we already demonstrated microglial activation through rt-qPCR on brain cell sorting microglia. After a craniotomy, a controlled cortical impact was performed onto adult male mice. PET was performed with [18F]FEPPA, a TSPO specific radiotracer, on TBI, sham-operated and non-operated mice. Mean Standard Uptake Value (SUV) were analyzed on both hemispheres and 7 brain regions. Immunostainings were processed on mice brain slices and microglial and endothelial cells culture. Brain immune TSPO expressing cells were analyzed by flow cytometry after TBI. ROI quantification of [18F]FEPPA did not reveal any difference after TBI, except SUVmean in the amygdala at day 14 (sham-operated versus TBI, p<0.05), suggesting an increased expression of microglial TSPO. Iba1+ cells (microglia) and TSPO+ quantification in the amygdala did not confirm PET results. Moreover, staining showed a vascular-like staining of TSPO regardless of mice group or time. In addition, TSPO was expressed by both endothelial and microglial cells in primary cell cultures. TSPO expression was increased in microglia (p<0.001) and in infiltrating immune cells: macrophages (p<0.001), lymphocytes (p<0.01), polymorphonuclear neutrophils (p<0.01) 3 days after TBI. In addition, 58%, 8%, 0.3% and 34% of TSPO+ cells were respectively microglia, infiltrating immune cells, endothelial cells and other cells. TSPO expression by brain and peripheral immune cells is increased by TBI. However, its lack of specificity and the variability of the binding affinity of its radioligand raises the question of its interest for monitoring microglial-mediated neuroinflammation. Moreover, due to the low intensity of the neuroinflammation in our TBI model, a PET acquisition does not seem sensitive to highlight the microglial activation

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Clarisse, Perrine. « Tractographie cérébrale par IRM de tenseur de diffusion : influence des paramètres d'acquisition et de la méthode de tractographie sur la reproductibilité et la plausibilité anatomique des résultats dans la perspective d'une application en routine clinique ». Toulouse 3, 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/271/.

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La tractographie cérébrale par imagerie tensorielle de diffusion (DTI) est la seule technique non invasive permettant de déterminer la trajectoire des faisceaux de la substance blanche in vivo. La fiabilité des méthodes de tractographie déterministes n'a jamais été systématiquement étudiée dans la perspective d'une application en clinique. L'objectif de ce travail a été d'évaluer les stratégies de suivi de fibres en termes de schéma d'acquisition des images en conjonction avec une méthode de tractographie utilisée en clinique (Tensor Deflection Algorithm). Nous avons d'abord mené une étude su fantôme homogène, en réalisant une exploration systématique des principaux paramètres d'acquisition, afin d'évaluer leur influence sur la qualité des images DTI. Nous avons ensuite mené une étude sur 14 sujets sains pour réaliser la tractographie du faisceau pyramidal, l'un des principaux tractus. Une analyse quantitative et qualitative des résultats a permis d'évaluer la reproductibilité de la méthode et des schémas d'acquisition et de vérifier la plausibilité anatomique des faisceaux obtenus. Les analyses qualitatives ont montré une bonne plausibilité anatomique. La reproductibilité de la méthode de tractographie a été évaluée à environ 65% en intra examen et à 30% uniquement en inter examen. Comparé aux différences constatées lors de la mesure de la reproductibilité inter examen, l'effet du schéma d'acquisition sur les résultats semble minime. Malgré sa faible reproductibilité, la tractographie cérébrale apporte des informations sur la position des tractus utiles pour la planification chirurgicale. Cette méthode doit donc être utilisée avec précaution et demande à être améliorée
Diffusion tensor magnetic resonance imaging (DTI) and fiber tracking provide unique qualitative and quantitative information to help in visualizing and studying fiber tract architecture in white matter. Nevertheless, only streamline tractography methods are available for clinical routine. However, the reliability of these methods within a clinical perspective has not been thoroughly evaluated. The aim of our study is to evaluate fiber tracking strategy in terms of acquisition schemes in conjunction with the algorithm which is commonly used in clinical practice (TEND: "Tensor deflection algorithm"). Our work first consisted in a systematic exploration of the main acquisition parameters in order to asses their effects on image quality for fiber tracking. Based on homogeneous phantom DTI data, this study allowed us to select several acquisition schemes according to image quality criterions and clinical constraints of time. Then, DTI acquisitions were performed on 14 healthy subjects and the TEND method was applied to trace on the pyramidal tract, on the major tract of human brain. Acquisition and fiber tracking reliability were evaluated both by qualitative and quantitative analysis. Qualitative analysis showed a good anatomic plausibility. Fiber tracking reproducibility was about 65% for intra exam and only 30% for inter exam. The observed differences in the fiber tracking results due to different acquisition schemes appear to be small relative to inter exam variability. Despite a weak reproducibility, fiber tracking provides usefull information on tract position for neurosurgical planning. Thus, this method has to be used very carefully and should be to be improved

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Thèses sur le sujet « Hyperintensités de la substance blanche »

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