Une étude, dont les résultats intitulés «Brain disconnections link structural connectivity with function and behaviour» ont été publiés dans la revue Nature Communications, a permis de produire le tout premier atlas fonctionnel de la substance blanche cérébrale humaine, qui cartographie plus de 500 fonctions cérébrales. Il devrait servir à analyser de nouvelles fonctions cérébrales sur la base de leur schéma de connexions et, aussi, à identifier des lésions d’AVC et des interruptions des circuits fonctionnels qu’elles entraînent.

Relevons tout d'abord qu'on «appelle communément matière grise la couche externe du cerveau (ou cortex cérébral) dévolue aux fonctions cérébrales les plus intégrées, comme le sont les aptitudes visuo-spatiales, langagières ou encore mnésiques». Le cortex cérébral tient sa coloration grisée du fait qu'il «est composé des corps cellulaires des neurones».

La communication dans le cerveau «est assurée par les prolongements des neurones, les axones, qui se regroupent en faisceaux pour relier entre elles les différentes régions cérébrales, sur des longueurs pouvant atteindre parfois plus de 20 cm». Ces faisceaux de substance blanche, «véritables canaux de communication, en reliant les fonctions de plusieurs régions cérébrales», permettent «de créer de nouvelles fonctions, plus élaborées ou plus complexes, de la même façon que l’assemblage des syllabes détermine le sens précis d’un mot».

En premier lieu, «la recherche en neurosciences humaines s’est focalisée sur l’étude des fonctions cérébrales associées aux régions corticales» grâce aux techniques d’imagerie cérébrale développées dans les années 1990, comme l’IRM fonctionnelle par exemple», qui «ont permis de cartographier les fonctions cérébrales (langage, logique, mémoire…) à la surface du cortex».

Cependant, les limites de ces techniques «ne permettent pas d’appréhender les relations existantes entre différentes régions corticales pour une même fonction». Une nouvelle ère de recherche, «où le support anatomique des fonctions cérébrales n’est plus seulement envisagé comme un éparpillement de régions à la surface du cerveau, mais bien comme un réseau de régions interconnectées et communicant entre elles», est apparue «avec l’avènement de nouvelles techniques d’imagerie permettant de modéliser les faisceaux de substance blanche (depuis une vingtaine d’années environ)».

Pour sa part, l'étude ici présentée, «en se basant sur la plus grande collection de cerveaux lésés par un AVC (1333 patients) combinée à la base de méta-analyses la plus complète en neuroimagerie (Neurosynth) et la meilleure cartographie actuelle de substance blanche dérivée du projet 'Human Connectome 7T'», a permis «de produire le tout premier atlas fonctionnel de la substance blanche, qui cartographie à lui seul plus de 500 fonctions différentes dans le cerveau».

Au bout du compte, dans cet atlas, «les fonctions cérébrales ne sont plus définies a priori et recherchées dans le seul cortex cérébral, mais elles émergent désormais de l’analyse approfondie des réseaux de substance blanche conçus comme des territoires fonctionnels définis par leur schéma de connexions».