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2 mai 2017 2 02 /05 /mai /2017 10:05

Quand le cerveau révèle une incroyable capacité de résilience

C’est assurément un cas clinique hors norme que rapportent des neurologues argentins dans un article paru en janvier 2017 dans la revue Frontiers in Aging Neuroscience. L’histoire est celle d’une quadragénaire qui occupait un poste à responsabilité managériale dans un établissement bancaire international.

Alors âgée de 43 ans, elle se plaint un jour de septembre 2011 de violents maux de tête et de nausées. Elle perd connaissance et est immédiatement hospitalisée. L’imagerie cérébrale montre une rupture d’anévrisme responsable d’une hémorragie méningée. Cet accident vasculaire cérébral (AVC) entraîne un œdème du cerveau, responsable d’une augmentation de la pression intracrânienne. Afin de décomprimer les structures cérébrales menacées par l’hypertension intracrânienne, les neurochirurgiens découpent le crâne du côté droit et réalisent un large volet osseux (craniectomie de décompression fronto-pariéto-temporale). Ce geste chirurgical s’apparente au fait de soulever le couvercle d’une cocotte-minute pour faire diminuer la pression. En augmentant le volume de la boîte crânienne, il permet l’expansion du cerveau comprimé.

Dix jours plus tard, la patiente fait un arrêt cardio-respiratoire. Elle reprend connaissance grâce à la réanimation. Il se produit ensuite un rétrécissement des vaisseaux cérébraux (vasospasme) qui entraîne un manque d’oxygénation du cerveau pendant 10 jours, ce que les spécialistes appellent une ischémie cérébrale retardée. Celle-ci provoque des lésions cérébrales dans les régions frontales, insulaires, temporo-pariétales et occipitales de l’hémisphère droit ainsi que dans le striatum de l’hémisphère gauche.

La patiente reste 41 jours en soins intensifs. Elle en sort avec pour seules séquelles neurologiques un léger déficit moteur du côté gauche. Six mois plus tard, elle fait des crises épileptiques très rapprochées. Afin de lutter contre l’augmentation de la pression intracrânienne qui continue de comprimer dangereusement le cerveau, les chirurgiens procèdent en décembre 2012 à l’ablation définitif du volet osseux qui est remplacé par un volet en matériau synthétique et en titane. Ce n’est pas tout. En février 2013, soit un an et cinq mois après son accident vasculaire cérébral, la patiente fait un second AVC. Celui-ci endommage un peu plus encore son cerveau en créant des lésions du cortex insulaire antérieur gauche (insula) et de la substance blanche adjacente, du putamen et de l’amygdale.

La patiente présente alors des lésions étendues dans les deux hémisphères cérébraux. Celles-ci affectent le cortex droit fronto-temporo-pariétal, le territoire sylvien gauche (vascularisé par l’artère sylvienne), les régions striatales ainsi que des zones bilatérales de l’insula et de l’amygdale.   

En rouge, l’ensemble des zones lésées dans les deux hémisphères cérébraux par deux AVC. L’hémisphère droit est plus touché que l’hémisphère gauche (dominant) chez cette patiente droitière. García AM, et al. Front Aging Neurosci. 2017 Jan 10;8:335.

Aussi incroyable que cela puisse paraître, le cerveau de la patiente fonctionne encore très bien malgré l’étendue et la diversité des zones lésées. Les fonctions sensorielles, motrices, cognitives, sociales et affectives sont étonnamment préservées. Ce cas clinique défie toute logique. En effet, au vu des zones atteintes à l’imagerie cérébrale, cette patiente adulte devrait être gravement handicapée.

L’état neurologique de la patiente ne présente donc pas une exceptionnelle gravité. Loin s’en faut : le seul changement notable est une perte de la sensibilité de la main droite. S’y ajoute une forme particulière de synesthésie où les visages connus sont associés à des couleurs, phénomène qui n’est que transitoire.

Un état neurologique exceptionnellement préservé

La patiente regagne son domicile. Elle accepte de participer à une batterie de tests neuropsychologiques et neurologiques dans le cadre d’une étude conduite par des neurologues et chercheurs de l’Institut de neuroscience cognitive et translationnelle de Buenos Aires. Selon le test, 5 à 8 sujets sains sont évalués parallèlement à la patiente. On leur demande d’exécuter des tâches dont la réalisation dépend normalement du bon fonctionnement des zones cérébrales lésées. La patiente accepte également de recevoir la visite d’observateurs chez elle afin de voir comme elle s’en sort dans ses activités quotidiennes.

Les multiples tests montrent que cette patiente, victime de deux AVC majeurs, ne présente quasiment aucun des déficits neurologiques auxquels on pourrait s’attendre du fait de l’étendue des lésions cérébrales observées à l’imagerie cérébrale. Ses performances en matière d’attention, de mémoire et de langage, se révèlent étonnamment semblables à celles du groupe contrôle.

Ses fonctions motrices sont intactes : elle tape normalement sur son clavier d’ordinateur, marche au moins une heure tous les matins et va à la piscine chaque semaine. A l’exception d’un déficit de sensibilité de la main droite et d’une légère de perte de l’odorat, les autres capacités sensorielles (dont l’audition, le goût, le toucher) sont complètement préservées. Elle peut ainsi parfaitement distinguer des sons provenant de l’intérieur ou de l’extérieur d’une salle de réunion, dire si le café est trop chaud ou trop sucré.

Elle ne présente pas de troubles émotionnels et interagit normalement avec les autres. Selon les situations, elle peut manifester de la joie, de la peur, de la frustration, de l’enthousiasme. Elle est capable de percevoir ce que les autres pensent et ressentir leurs émotions. Son comportement envers le personnel soignant, les aidants et ses enfants, est adapté. Elle manifeste cependant une tendance à parler très ouvertement de ses lésions cérébrales et de ce qu’elle éprouve, parfois même à des personnes qu’elle rencontre pour la première fois, ce qui semble témoigner d’un léger déficit d’inhibition. 

Le langage est également totalement préservé. La patiente n’éprouve aucune difficulté sur le plan lexical ou grammatical. L’élocution des mots est normale de même que l’intonation des phrases. Encore plus surprenant, sa mémoire est intacte. Elle sait toujours comment utiliser le téléphone, lacer ses chaussures, nommer les objets de son environnement, notamment tout ce qui se trouve dans son sac à main et qu’elle a su méthodiquement ranger à l’intérieur. Elle se souvient d’événements ayant eu lieu plusieurs semaines, mois ou années auparavant. Elle se rappelle de scènes de son enfance mais aussi de ce qui s’est passé immédiatement avant et après les AVC. Elle a ainsi retenu le nom des médecins et leur spécialité. Elle se souvient de détails contenus dans plusieurs douzaines de livres qu’elle a lus. Durant les longs entretiens avec les neurologues et neuropsychologues, la patiente est concentrée. Elle est capable de résumer le propos même lorsqu’un échange vient interrompre le fil de la conversation. Elle peut même élaborer des projets d’avenir.

Tout se passe bien pour elle au quotidien, ce que confirment les proches aux chercheurs venus lui rendre visite à domicile. Ceux-ci constatent que leur patiente peut préparer boissons et sandwichs, porter des plateaux et des verres, tout en prenant part à la conversation. Tout ceci leur paraît à peine croyable sachant que cette personne a fait deux AVC majeurs qui ont gravement endommagé son cerveau.

De fait, ce cas clinique défie toutes les classifications anatomo-fonctionnelles selon lesquelles on observe un déficit lorsqu’une zone étroitement impliquée dans une fonction cérébrale subit des dommages importants. Au vu de l’étendue et de la distribution des lésions associées aux AVC, on s’attendrait à des déficits neurologiques bien plus importants sur le plan cognitif, soulignent les auteurs. « Vu sous cet angle, ce cas constitue une anomalie dans la mesure où il défie la plupart des prévisions et des théories en matière de neurocognition », déclarent les Drs Adolfo García, Agustín Ibáñez et leurs collègues.

D’autres cas cliniques déroutants

Ce n’est pas la première fois que des cas cliniques mettent à mal la relation entre anatomie du cerveau et fonctionnement cérébral. J’avais, dans un précédent billet intitulé « La femme à la tête presque vide », relaté le cas d’une patiente américaine. Celle-ci présentait un état mental normal et parvenait à fonctionner correctement au quotidien malgré une hydrocéphalie chronique très importante depuis la naissance. Le cerveau de cette sexagénaire était confiné dans une mince bande périphérique. Le tissu cérébral était refoulé par les ventricules cérébraux (cavités cérébrales remplies de liquide céphalo-rachidien) qui s’étaient progressivement dilatés.

De même, des neurologues et neurochirurgiens de l’hôpital de la Timone à Marseille ont rapporté en 2007 un autre cas d’hydrocéphalie, tout aussi incroyable. Leur patient avait une tête contenant plus de liquide que de matière grise. L’énorme dilatation des ventricules cérébraux avait réduit le cerveau à la portion congrue. Celui-ci, complètement aplati, se résumait à une couche de quelques centimètres d’épaisseur. Malgré tout, cet homme avait un quotient intellectuel (QI) de 75, légèrement inférieur à la moyenne. Marié et père de deux enfants, il occupait un poste dans la fonction publique.

Autre cas spectaculaire, décrit en 1993 : celui d’un patient de 58 ans né quasiment sans cervelet mais avec un profil neurologique complètement normal. Plus récemment, en 2015, des neurologues chinois ont rapporté le cas d’une femme de 24 ans née avec une absence totale de cervelet, structure impliquée dans la coordination des mouvements. Cette jeune femme, mariée et mère d’une petite fille, n’avait pourtant qu’un retard mental modéré. Elle était autonome sur le plan moteur même si sa démarche était quelque peu instable. Elle présentait une légère incoordination dans les mouvements et des difficultés à parler. Ces symptômes sont sans aucune commune mesure avec les graves déficits neurologiques habituellement observés en cas d’absence totale de cervelet (agénésie cérébelleuse primaire complète). La plupart des nouveau-nés ou enfants nés sans cervelet ont en effet un retard mental sévère, souffrent d’épilepsie et d’hydrocéphalie. Par ailleurs, le diagnostic d’agénésie cérébelleuse primaire complète est généralement fait à l’autopsie, ce qui souligne l’extrême gravité de cette anomalie.

Mais revenons au cas de la patiente argentine victime de deux AVC. Son cas ne trouve pas d’explication satisfaisante au regard des mécanismes et théories qui prévalent aujourd’hui en matière de neurocognition.

Patiente ayant subi deux AVC. Important dommages cérébraux à l’imagerie cérébrale. García AM, et al. Front Aging Neurosci. 2017 Jan 10;8:335.

Il est en effet difficile d’expliquer que la préservation des fonctions cognitives puisse être due à la plasticité cérébrale, en l’occurrence la formation de nouveaux neurones (neurogenèse) et la réorganisation de nouvelles connexions neuronales (plasticité synaptique). Les lésions cérébrales sont apparues chez une quadragénaire, à un âge où il est peu probable que des mécanismes compensatoires puissent efficacement permettre une récupération neurologique complète. A supposer que de tels circuits neuronaux atypiques aient existé dès la naissance chez cette patiente, il est peu probable qu’ils aient été opérationnels dans la mesure où les lésions étaient étendues et bilatérales. De même, on peut douter qu’un recâblage neuronal ait pu survenir dans plusieurs régions du cerveau à l’âge adulte et ait pu permettre, dans un laps de temps aussi court après le second AVC, la restauration de fonctions cognitives via des mécanismes compensatoires ou alternatifs.

Une autre hypothèse est évoquée par les auteurs, celle d’un cas extrême de « réserve cognitive », cette capacité qu’ont certains individus à mieux résister aux dommages cérébraux que d’autres pour un même degré de détérioration neuronale. Les personnes dont la réserve est élevée mettent plus de temps à présenter les signes cliniques d’une maladie neurologique que ceux dont la réserve est faible. Selon l’hypothèse de la réserve cognitive, certaines personnes résisteraient mieux aux changements cérébraux car leur fonctionnement cognitif reposerait sur des processus et réseaux neuronaux plus efficaces et flexibles. Ceci résulterait de capacités en partie innées mesurées notamment par le quotient intellectuel ainsi que de toute une série de caractéristiques de vie des individus, telles que le niveau d’études, la nature de la profession exercée, la qualité des liens sociaux, la variété des activités de loisirs et la pratique de l’exercice physique. Et les auteurs de souligner que la patiente n’a jamais fumé ni bu d’alcool. Elle a une alimentation équilibrée, un haut niveau d’études, était bilingue en espagnol et en anglais. Depuis l’enfance, elle s’adonne à des jeux de logique et de réflexion. Membre de diverses associations, elle pratique plusieurs sports et développe ses capacités artistiques. Tout cela ne saurait cependant suffire à expliquer que l’absence de facteurs de risque ait pu la protéger à ce point des conséquences cérébrales de deux AVC. Sauf à imaginer que la combinaison de ces caractéristiques de vie ait pu contribuer à une extraordinaire résilience, ce qui reste entièrement à prouver.  

Les auteurs évoquent une dernière possibilité, que l’arrêt cardiaque et/ou le second AVC aient pu paradoxalement contribuer à réduire les déficits neurologiques provoqués par le premier AVC. Il s’agit là d’une hypothèse indémontrable, même si des données chez l’animal et chez l’homme permettent théoriquement de l’envisager. En 1971, une étude publiée dans Science a en effet montré chez des singes macaques que la récupération fonctionnelle pouvait être meilleure en cas de répétition de lésions en divers endroits du cortex préfrontal qu’en cas de lésion unique. Chez l’homme, il a été montré qu’un symptôme déclenché par un accident vasculaire cérébral peut disparaître après un second AVC affectant des régions de l’hémisphère controlatéral.

Au total, il reste que le cas de la patiente argentine est totalement atypique et largement inexpliqué. A moins qu’une surprenante étude, publiée en ligne le 14 avril 2017 sur le site de prépublication bioRxiv, ne vienne apporter un début d’explication.

Des chercheurs en neurosciences de l’université de l’Iowa rapportent en effet des résultats totalement sidérants obtenus chez cinq patients souffrant d’épilepsie rebelle et dont le lobe temporal avait été chirurgicalement déconnecté du reste du cerveau. Ces scientifiques ont observé que cette région pourtant complètement isolée d’autres zones cérébrales pouvait communiquer avec le reste du cerveau, ce qui semble a priori totalement impossible. Selon eux, une connectivité fonctionnelle a été enregistrée par l’IRM fonctionnelle en resting state (activité cérébrale du sujet au repos) chez chacun des cinq patients. Les auteurs estiment possible que des régions isolées entre elles en termes de câblage neuronal puissent interagir par l’intermédiaire de changements du flux sanguin cérébral qui les relie les unes aux autres.

On le voit, qu’il s’agisse de cas cliniques proprement déroutants ou de données expérimentales absolument déconcertantes, le cerveau humain conserve une fascinante part d’inconnu.   

Marc Gozlan

, par Marc Gozlan

 

Pour en savoir plus :

García AM, Sedeño L, Herrera Murcia E, Couto B, Ibáñez A. A Lesion-Proof Brain? Multidimensional Sensorimotorfsouf, Cognitive, and Socio-Affective Preservation Despite Extensive Damage in a Stroke Patient. Front Aging Neurosci. 2017 Jan 10;8:335. doi: 10.3389/fnagi.2016.00335

Alvin MD, Miller PE. Compensated hydrocephalus. Lancet. 2016 Jun 11;387(10036):2422. doi: 10.1016/S0140-6736(16)00089-1

Yu F, Jiang QJ, Sun XY, Zhang RW. A new case of complete primary cerebellar agenesis: clinical and imaging findings in a living patient. Brain. 2015 Jun;138(Pt 6):e353. doi: 10.1093/brain/awu239

Feuillet L, Dufour H, Pelletier J. Brain of a white-collar worker. Lancet. 2007 Jul 21;370(9583):262. doi : 10.1016/S0140-6736(07)61127-1

Sener RN, Jinkins JR. Subtotal agenesis of the cerebellum in an adult. MRI demonstration. Neuroradiology. 1993;35(4):286-7.

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Published by Jean-Pierre LABLANCHY - CHRONIMED - dans Concept
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