Le cerveau ne s'éteint pas sous anesthésie et continue à avoir une activité significative. Ainsi, les agents pharmacologiques utilisés agissent directement sur le cerveau et suppriment la conscience de manière contrôlée et réversible. Pourtant, ce mécanisme d'action reste mystérieux. Or, cette connaissance est fondamentale pour développer des outils modernes de monitorage du cerveau pendant l'anesthésie, ainsi que le développement de nouveaux agents pharmacologiques plus sélectifs.
Une équipe de NeuroSpin, à l'Institut Frédéric-Joliot, et ses partenaires [1] sont parvenus à observer le cerveau d’un modèle animal de type primate non humain en état conscient et sous anesthésie générale, établissant ainsi une « signature cérébrale universelle » de l’anesthésie générale, quel que soit l’agent pharmacologique utilisé.Pour cette découverte, les scientifiques ont induit une anesthésie générale chez un primate non humain, suivant un protocole très similaire à l'anesthésie humaine, et enregistré l'activité cérébrale par imagerie par résonnance magnétique fonctionnelle (IRMf) et par électroencéphalographie (EEG). La dynamique cérébrale a été étudiée grâce à un algorithme de classification statistique qui a permis d'extraire, à partir des données de l'IRMf, des états cérébraux spécifiques à l'anesthésie générale.
« Pour mieux comprendre la découverte, imaginez que notre cerveau soit notre planète terre et que l'IRM fonctionnelle soit un satellite surveillant les axes routiers, explique Béchir Jarraya, qui a dirigé ces travaux avec Lynn Uhrig. Nous avons constaté que, dans l’état conscient, le réseau routier est fluide et flexible : axes autoroutiers et secondaires voient une bonne circulation et une bonne flexibilité dans la gestion des évolutions du flux rencontré par le réseau. En revanche, en cas d’anesthésie générale, le réseau est cantonné aux axes autoroutiers. Il ne permet ni une bonne flexibilité et ni une bonne répartition du flux, générant en quelque sorte des embouteillages. C’est ainsi que notre équipe a découvert une signature cérébrale universelle de l'anesthésie générale ».
Signature cérébrale d’un cerveau conscient (en haut) et d’un cerveau sous anesthésie générale (en bas), établie par une équipe de NeuroSpin. Les observations montrent une activité riche et flexible dans l’état « conscient » : différentes aires du cerveau peuvent être activées en phase, reliées ou non par une connexion anatomique ; si l’activité reste présente sous anesthésie générale, seule les aires connectées anatomiquement peuvent s’activer en phase, « rigidifiant » ces activations.
@American Society of Anesthesiologists, 2018 © CEA
[1] Inserm, Universités de Versailles Saint-Quentin en Yvelines, Paris Sud/Paris Saclay, et Paris Descartes, hôpital Foch, Collège de France, hôpital Sainte-Anne, hôpital Necker, Institut du cerveau et de la moelle.