L’explication réside dans l’architecture même des vaisseaux sanguins et la façon dont l’activité neuronale se répartit dans les différentes couches du cortex.
Le cortex est irrigué par plusieurs réseaux distincts d’artérioles, des vaisseaux sanguins qui font le lien entre une artère et un capillaire. Ces réseaux ne réagissent pas tous de la même manière, ne desservent pas nécessairement les mêmes couches du cerveau et répondent à des types d’activité différents.
Pour isoler ce mécanisme, l’équipe a combiné plusieurs outils: des marqueurs génétiques pour mesurer l’activité neuronale en temps réel et une technique d’imagerie dans le rouge lointain. Celle-ci permet d’observer le cerveau jusqu’à une profondeur d’un millimètre, soit le double de ce qui était possible auparavant.
«Cela nous a permis de scruter les six couches du cortex de la souris et de constater que les changements globaux du flux sanguin ne correspondent pas toujours à l’activité cérébrale, précise Ravi Rungta. Mais si l’on regarde plus précisément où va le sang, on peut obtenir davantage d’information sur l’activité qui provoque ce flux.»
Voir autrement
Bien que ces travaux aient été réalisés sur des souris, leur portée va bien au-delà du laboratoire.
Les dernières technologies d’IRMf permettent déjà de détecter des signaux spécifiques à chaque couche du cortex cérébral. Une meilleure connaissance de l’architecture vasculaire pourrait ainsi améliorer l’analyse des images cérébrales utilisées dans la recherche sur la douleur, la cognition et les maladies neurologiques.
«On doit commencer à voir les vaisseaux sanguins comme une architecture active des circuits neuronaux, pas juste comme un système de livraison», dit le chercheur.
Son équipe souhaite maintenant déterminer si ces réseaux vasculaires distincts sont également en cause dans la douleur chronique et les maladies neurodégénératives, où le flux sanguin diminue souvent dans les couches profondes du cortex.
