Titre
Acronyme : BreathNetwork-SAS
Titre : Caractérisation du réseau neural respiratoire des apnéiques.
Nom et prénom de l’investigateur-coordinateur
Promoteur
Structure responsable de la gestion de projet
Domaine de Recherche
Rationnel
La ventilation est adaptée de manière automatique (tronc cérébral) mais le cortex intervient, aussi de manière volontaire (parole, chant …). Il existe une voie de conduction depuis le cortex vers le diaphragme (Gandevia, 1987; Murphy et al., 1990). Ce mécanisme est mis en jeu dans les cas de dyspnée.
Par exemple, L’application d’une charge inspiratoire chez un sujet sain à l’éveil provoque une augmentation du travail respiratoire pour maintenir une ventilation efficace. Dans cette situation de ventilation contre résistance on observe une augmentation du flux sanguin cérébral en tomographie par émission de positons (eau marquée) dans le cortex moteur et l’aire prémotrice ce qui traduit une augmentation de l’activité neuronale (Ramsay, 1993; Fink, 1996) ainsi que dans le thalamus (McKay, 2003; Ramsay, 1993). Ce mécanisme est mis en jeu dans les cas de dyspnée.
Le réseau neuronal respiratoire chez l’homme comprend outre le réseau automatique pontique et de la moelle ventro-latérale, principalement le réseau sensorimoteur cortical, l’insula, le thalamus et les neurones du cervelet (Pattinson et al., 2009; Yu et al., 2016). Il existe une interaction harmonieuse entre le tronc cérébral (commande autonome) et le cortex cérébral (commande volontaire) permettant la contraction des muscles ventilatoires. Ce réseau cérébral vital fonctionne en permanence, permet les échanges gazeux pulmonaires et l’adaptation aux situations physiologiques (effort, altitude) et pathologiques (syndrome d’hypoventilation alvéolaire centrale congénitale, certaines pathologies neurologiques dégénératives ou maladies respiratoires chroniques
Des altérations sont impliquées dans de nombreuses pathologies, l’équipe a précédemment montré que la connectivité du réseau neuronal respiratoire est perturbé chez les patients atteins de BPCO : la connectivité est réduite au sein du cortex moteur par rapport aux sujets sains (Yu et al., 2016) et il y a une absence de connectivité fonctionnelle entre le cortex moteur et le tronc cérébral (Yu et al., 2016). ).
Le réseau neuronal respiratoire tient vraisemblablement également un rôle clé aussi dans les syndromes d’apnées centrales du sommeil, dans leur forme obstructive ou centrale.
Originalité et Caractère Innovant
L'étude des réseaux neuronaux respiratoires font appel à de l'analyse d'EEG haute densité (minimum 64 électrodes), avec un traitement statistique nécessitant des moyens de calcul sophistiqué, et reposant sur des modélisations mathématiques (collaboration avec une Unité CNRS Matériau et Systèmes complexes, Université de Paris).
Cet approche de neurophysiologie appliquée au contrôle de la ventilation apportera un éclairage nouveau à la physiopathologie des apnées centrales, et contribuera à la compréhension des sensations de dyspnée diurne / d'éveil rapportée par les patients alors que leur pathologie est à expression nocturne (ou du moins au cours du sommeil)
Objet de la Recherche
- Objectif principal : D’établir la cartographie neurale mis en jeu chez les patients SASC
- Objectifs secondaires :
- Comparer les réseaux neuraux respiratoires mis en jeu au cors d'un effort respiratoire (ventilation contre résistance) et au cours d'un mouvement standardisé de la main, chez des sujets sains, des BPCO, des SAS obstructifs et des SAS centraux
- Critère d'évaluation principal : Reconstruction de source, analyse en ondelette et traitement des données dans 6 régions d'intérêt définies sur la base de travaux antérieurs
- Critère d'évaluation secondaires :
- Comparaison des activation des ROI dans les deux situations (ventilation cotnre effort et mouvement de main), entre les 3 groupes de patients et les sujets sains
Bénéfices attendus pour le patient et/ou pour la santé publique
Compréhension de la physiopathologie des apnées centrales du sommeil, et obstructives, dans l'objectif d'avancer dans les traitement personnalisés, adaptés au phénotype de chaque patient, plutôt qu'un traitement "one fits for all"
Mots Clés
Bibliographie
- Hess PLoSone, 2013, 8 : e75740
- Mangin L AJP, 2009, 296 (4): R1088
- Yu Humain Brain Mapping, 2016, 37 : 2736
- Eckert, Sleep Med Rev, 2018, 37 : 45-59