L’atlas du cerveau à plusieurs niveaux de Julich, développé par des chercheurs du Human Brain Project, pourrait aider à étudier les troubles psychiatriques et du vieillissement en corrélant les réseaux cérébraux avec leur structure anatomique sous-jacente. En cartographiant la microarchitecture avec des niveaux de détail sans précédent, l’atlas permet de mieux comprendre la connectivité et le fonctionnement du cerveau. Des chercheurs du HBP ont fourni un aperçu du Julich Brain Atlas dans la revue Psychiatrie biologique. L’article se concentre sur la cytoarchitecture et l’architecture des récepteurs du cerveau humain, et sur la manière d’appliquer l’atlas dans le domaine de la recherche psychiatrique.
La cytoarchitecture, l’étude de la distribution, de la densité et de la morphologie des cellules du système nerveux, a une longue histoire dans la cartographie cérébrale. Les neuroscientifiques ont remarqué pour la première fois des différences structurelles entre les zones du cortex à la fin des années 1800 et ont commencé à le diviser en zones distinctes. Les zones ont été considérées comme des corrélats importants avec la fonction et le dysfonctionnement du cerveau. En plus de l’architecture cellulaire, le Julich Brain Atlas comprend également des cartes de la distribution des récepteurs des neurotransmetteurs qui modulent l’activité cérébrale. Les récepteurs de neurotransmetteurs diffèrent non seulement entre les zones, mais également entre les différentes couches d’une zone et sont donc étroitement liés à son modèle de connectivité, et pertinents pour son rôle dans des réseaux plus vastes. Sur la base des données recueillies à partir de cerveaux post mortem, l’atlas tient compte de la variabilité naturelle entre les sujets en produisant des cartes probabilistes dans des espaces 3D au lieu de la carte d’un cerveau individuel uniquement.
L’atlas du cerveau de Julich est un atlas « vivant » qui s’agrandit avec l’intégration constante de nouvelles connaissances sur la parcellisation du cerveau. Il est lié à d’autres cartes, par exemple, provenant d’études de faisceaux de fibres dans le cerveau humain vivant. Ces données macroscopiques et microscopiques sont intégrées dans l’Atlas du cerveau humain à plusieurs niveaux du HBP, qui est librement accessible sur l’infrastructure de recherche numérique EBRAINS via la suite d’outils logiciels siibra.
Les chercheurs ont répertorié des cas d’utilisation récents des outils dans différentes études évaluées par des pairs. Les utilisateurs peuvent, par exemple, analyser et partager des données d’imagerie haute résolution et les comparer avec des ensembles de données IRMf. Ils peuvent examiner la cytoarchitecture d’une certaine région et sa connectivité, à la fois en elle-même et avec d’autres régions. Avec un outil spécial appelé JuGEX, les cartes peuvent être liées aux données d’expression génique de l’Allen Brain Atlas, permettant des investigations multimodales approfondies : par exemple, à l’aide du Julich Brain Atlas, les chercheurs ont identifié de nouvelles zones cérébrales qui jouent un rôle dans le trouble dépressif majeur. . Les données de neuroimagerie des patients ont révélé des changements spécifiques à la zone dans le volume et l’activation de la matière grise. Avec JuGEX, ces résultats ont été en outre liés à des différences locales dans l’expression de plusieurs gènes candidats pour le trouble dépressif majeur. À partir de vastes études de population, des cartes individuelles et personnalisées du vieillissement ou du dysfonctionnement peuvent également être extraites pour fournir des outils de diagnostic de la démence.
