Il ne faudrait qu’une minute et quarante secondes pour identifier l'empreinte digitale cérébrale… Car oui, chacun d’entre nous en a une unique ! C’est ce qu’assurent des chercheurs dans une étude publiée récemment dans la revue Science Advances. "Ma recherche examine les réseaux et les connexions au sein du cerveau et en particulier les liens entre les différentes zones, afin de mieux comprendre comment les choses fonctionnent, explique Enrico Amico, l’un des chercheurs. Nous le faisons en grande partie en utilisant de l’imagerie par résonance magnétique (IRM) qui permet de mesurer l'activité cérébrale sur une période de temps donnée."
Une carte des réseaux neuronaux pour comprendre l’activité cérébrale
Une fois ces informations récoltées, Enrico Amico et son équipe de recherche génèrent des graphiques représentés sous forme de matrices colorées qui résument l’activité cérébrale d’une personne. "Toutes les informations dont nous avons besoin se trouvent dans ces graphiques, communément appelés 'connectomes cérébraux fonctionnels', développe Enrico Amico. Le connectome est une carte des réseaux neuronaux. Ils nous informent de ce que les sujets faisaient pendant leur IRM, s'ils se reposaient ou effectuaient d'autres tâches, par exemple. Nos connectomes changent en fonction de l'activité exercée et des parties du cerveau utilisées.”
1 minute et 40 secondes pour identifier une empreinte digitale cérébrale...
Lors de précédentes études, deux choses ont déjà été prouvées : que chaque individu possédait une empreinte digitale cérébrale propre et que celle-ci était identifiable grâce à des IRM qui durent plusieurs minutes. Cette nouvelle étude est donc allée plus loin. Les chercheurs ont réussi à identifier une empreinte digitale cérébrale en seulement 1 minute et 40 secondes. Une période bien plus courte que celle des précédentes études. "Il n'y a pas besoin d'une IRM qui mesure l'activité cérébrale pendant cinq minutes, explique Enrico Amico. Des échelles de temps plus courtes pourraient également fonctionner.”
… mais en fonction des zones du cerveau, ce délai peut être plus long
En parallèle, les chercheurs ont aussi montré que les empreintes digitales cérébrales de différentes zones cérébrales apparaissaient à des moments différents. Celles visibles le plus rapidement étaient situées dans les zones sensorielles du cerveau, et en particulier des zones liées aux mouvements oculaires, à la perception visuelle et à l'attention visuelle. Dans un second temps, les régions du cortex frontal associées à des fonctions cognitives plus complexes rendent visible l’empreinte digitale cérébrale de leur zone. Elles sont plus lentes que les précédentes zones.
Comparer les empreintes digitales cérébrales des patients atteints d’Alzheimer
Lors de leurs recherches, les scientifiques souhaitent comparer les empreintes digitales cérébrales de patients sains avec ceux atteints de la maladie d'Alzheimer. "Sur la base de mes premières découvertes, il semble que les caractéristiques qui rendent une empreinte cérébrale unique disparaissent progressivement à mesure que la maladie progresse, détaille Enrico Amico. Il devient de plus en plus difficile d'identifier les personnes en fonction de leurs connectomes. C’est comme si une personne atteinte d’Alzheimer perdait son identité cérébrale.” À terme, les chercheurs espèrent que leurs travaux puissent permettre la détection précoce des conditions neurologiques qui font que les empreintes digitales cérébrales disparaissent. Une façon de mieux prévenir la maladie d’Alzheimer. Cette technique pourrait aussi être utilisée chez des patients atteints d'autisme, d'accident vasculaire cérébral ou encore chez des sujets toxicomanes. "Ce n'est qu'un petit pas de plus vers la compréhension de ce qui rend notre cerveau unique : les opportunités que cette idée pourrait créer sont illimitées”, conclut Enrico Amico.