FONCTION CÉRÉBRALE: L’acidité du cerveau révélatrice de troubles psychiatriques – PNAS

Cette équipe de l'Université de l'Iowa vient de développer une méthode basée sur l'IRM pour détecter et surveiller les changements de pH dans le cerveau et montre que l'acidité augmente (ou le pH baisse) dans le cerveau en cas de panique, de troubles anxieux et de dépression. Mais les variations dans l'acidité du cerveau sont aussi importantes pour une activité cérébrale normale et leur mesure apporte désormais une toute nouvelle vision de l'activité cérébrale. Des conclusions publiées dans l'édition du 7 mai des Comptes-rendus de l'Académie des Sciences (PNAS) américaine.

La recherche menée par le neuroscientifique John Wemmie de l'Université de l'Iowa s'est intéressée à l'idée que le pH peut évoluer dans le cerveau en raison de la présence de récepteurs activés par un pH bas. La présence de ces récepteurs suggère en effet qu'un pH bas peut jouer un rôle de signalisation dans la fonction cérébrale normale. L'équipe montre que ces protéines sensibles à l'acidité sont nécessaires aux réactions normales de peur, à l'apprentissage et à la mémoire chez la souris. En utilisant l'IRM, les chercheurs ont développé et testé une nouvelle méthode non-invasive pour détecter et surveiller les changements de pH dans le cerveau. Cette nouvelle technique d'imagerie montre que ces changements de pH se produisent normalement dans une fonction normale du cerveau humain. Plus précisément, l'étude montre que la méthode est capable de détecter les changements globaux du pH du cerveau chez la souris. L'aspiration de dioxyde de carbone provoque l'abaissement du pH (qui rend le cerveau plus acide), ce qui augmente le signal, tandis que les injections de bicarbonate élèvent le pH du cerveau, ce qui diminue le signal IRM. La relation entre le signal et le pH est linéaire.

La technique peut également détecter l'activité cérébrale localisée. Lorsque des participants (humains) regardent un damier clignotant, un test classique qui active une région particulière du cerveau impliquée dans la vision, l'IRM détecte une baisse du pH dans cette région. Des résultats qui confirment que l'activité cérébrale peut modifier le pH local dans le cerveau humain lors d'une activité normale, ce qui signifie que la variation de pH en liaison avec les récepteurs sensibles au pH fait partie d'un système de signalisation qui affecte l'activité du cerveau et les fonctions cognitives.

Une nouvelle vision de l'activité cérébrale: Alors que l'IRM fonctionnelle (IRMf) mesure l'activité cérébrale par la détection d'un signal lié à des niveaux d'oxygène dans le sang qui coule dans les régions cérébrales actives, cette technique est liée aux variations de pH, mais n'est pas influencée par les changements dans l'oxygénation du sang.

Variations de pH et maladies psychiatriques : L'anxiété et la dépression entraînent une perturbation du signal. «L'activité cérébrale est différente chez les personnes souffrant de troubles neurologiques et ce nouveau signal pourrait être anormal ou perturbé, devenant une cible possible pour de nouveaux traitements » ?

Source : PNAS 2012 ; published ahead of print May 7, 2012, doi:10.1073/pnas.1205902109 Detecting activity-evoked pH changes in human brain (Visuel 1 Vincent Magnotta, University of Iowa : Vincent Magnotta (à gauche) et John Wemmie (à droite) ont développé une méthode basée sur l'IRM pour détecter et surveiller les changements de pH dans le cerveau).