L’ablation par radiofréquence percutanée est un des traitements des tachycardiesventriculaires (TV). Bien que salvateur chez certains patients avec myocardiopathie (MCP),les taux de succès rapportés varient de 53 à 67% dans les centres entrainés.Le but de ce travail est d’essayer de mieux comprendre le substrat des arythmiesventriculaires et d’en améliorer le traitement. Pour cela, nous avons étudié le substrat despatients adressés pour ablation de TV (sur MCP ischémique, sur MCP dilatée à coronairessaines avec cicatrices sous épicardiques, chez les patients avec assistance ventriculairegauche et chez un patient avec syndrome de Brugada). Nous avons également évalué etproposé des outils/attitudes thérapeutiques pour essayer d’améliorer le traitement des TV.Nous avons mis en évidence des particularités électrophysiologiques pour chacun de cessubstrats qui permettent d’optimiser et d’adapter la cartographie et l’ablation chez cespatients. Par ailleurs, nous avons montré l’intérêt : (1) de nouvelles technologies pouraméliorer l’efficacité de l’ablation ; (2) des approches épicardiques ou d’alcoolisation intracoronaire, chez certains patients sélectionnés, qui permettent d’éliminer le substrat et (3)de l’imagerie cardiaque pour mieux identifier le substrat et diminuer les risques perprocédure.La connaissance du substrat spécifique à chaque pathologie, une information sur laforce du contact entre le cathéter et le tissu, l’imagerie cardiaque (scanner et IRM), uneapproche épicardique chez certains patients et l’homogénéisation de la cicatricemyocardique permettent d’être plus efficace lors de l’ablation des TV. / Radiofrequency (RF) catheter ablation is a recognized treatment for ventricular tachycardia(VT) in patients with structural heart disease. Even if it can be life saving, success rateremains around 53 to 67%.We aimed to better characterized VT substrate in patients with ischemic cardiomyopathy(CMP), non ischemic CMP with subepicardial scar, left ventricular assist device and Brugadasyndrome. We also evaluate the efficacy of new technologies (such as contact force), specificapproaches (epicardial access, intra coronary alcohol ablation), systematic use of cardiacimaging and new end-points for VT ablation.We demonstrated that each substrate had specific electrophysiological properties that helpoptimizing the mapping and the ablation in these patients. We also showed the interest of(1) new technologies to improve RF lesion formation; (2) specific approaches in selectedpatients to eradicate the VT substrate; and (3) cardiac imaging to help identifying thesubstrate and preventing complications. Finally using local abnormal ventricular potentialelimination as an end-point for VT ablation is feasible and associated with lower mortalityduring follow-up when achieved.Knowledge of substrate specificities, use of contact force, cardiac imaging, epicardial accessin selected patients and scar homogenization improve VT ablation efficacy and/or safety.

Cette thèse a pour objectif l’investigation du circuit des récompenses, sur les plans comportementaux et neuronaux, chez des adolescents à risque parental élevé de dépression majeure et de trouble bipolaire, en comparaison à des jeunes à risque parental peu élevé. Plus précisément, le but est d’identifier des marqueurs comportementaux et neuronaux du risque de développer une dépression majeure ou un trouble bipolaire, afin d’être en mesure de détecter et de prévenir ces troubles le plus tôt possible pour éviter, ou du moins retarder, leur émergence. Pour ce faire, nous avons réalisé deux études, présentées ici dans deux articles empiriques. Dans le premier article, le fonctionnement comportemental et neuronal du circuit des récompenses a été investigué au moyen d’une tâche d’anticipation et d’obtention de gains et de pertes monétaires, chez des adolescents à risque parental de dépression majeure (i.e., jeunes asymptomatiques dont un des parents souffre de dépression majeure), des adolescents à risque parental de trouble bipolaire (i.e., jeunes asymptomatiques dont un des parents souffre de trouble bipolaire) et des adolescents contrôles (i.e., jeunes asymptomatiques dont les deux parents sont en bonne santé mentale). Au niveau comportemental, les résultats ont révélé une meilleure performance chez les jeunes à risque de dépression majeure lorsqu’ils devaient éviter d’obtenir des pertes monétaires de magnitude variée (0,20$, 1$ ou 5$), ainsi qu’une meilleure performance chez les jeunes à risque de trouble bipolaire sur les essais impliquant d’éviter des pertes monétaires de magnitude nulle (0$). Au niveau neuronal, les jeunes à risque de dépression majeure démontraient une diminution de l’activation du cortex préfrontal dorsolatéral lors de l’anticipation de potentielles pertes monétaires de magnitude variée, tandis que les jeunes à risque de trouble bipolaire démontraient une diminution de l’activation du cortex préfrontal dorsolatéral lors de l’anticipation de potentielles pertes monétaires de magnitude nulle. De plus, les jeunes à risque de dépression majeure tendaient à démontrer une augmentation de l’activité du cortex orbitofrontal durant l’évitement réussi de pertes monétaires, tandis que les jeunes à risque de trouble bipolaire tendaient à démontrer une augmentation de l’activité du cortex orbitofrontal lors de l’obtention de pertes monétaires. Dans le deuxième article, l’intégrité structurelle des régions fronto-limbiques a été investiguée, au moyen de mesures du volume, de l’épaisseur corticale et de la superficie corticale. Les résultats ont mis en évidence, chez les jeunes à risque de trouble bipolaire, un volume plus élevé du cortex préfrontal dorsolatéral, par rapport aux jeunes à risque de dépression majeure et contrôles. De plus, les jeunes à risque de trouble bipolaire présentaient un volume plus élevé du cortex cingulaire postérieur, en comparaison aux jeunes à risque de dépression majeure. Enfin, une diminution de l’épaisseur corticale du cortex orbitofrontal et du gyrus frontal moyen a été observée chez les adolescents à risque de trouble bipolaire, en comparaison au groupe contrôle. L’ensemble de ces résultats démontre ainsi l’existence de particularités comportementales et d’altérations neuronales sur les plans fonctionnel et structurel, chez des jeunes à risque élevé de troubles de l’humeur, et ce, avant même l’émergence des premiers symptômes thymiques. Plus particulièrement, ces caractéristiques pourraient constituer des marqueurs du risque de développer un trouble de l’humeur. Par conséquent, ces marqueurs pourraient aider à mieux identifier les jeunes qui sont le plus à risque de développer un trouble de l’humeur, et ainsi permettre la mise en place précoce de stratégies préventives adaptées, afin d’éviter des trajectoires développementales psychopathologiques. / This thesis aims to investigate the behavioral and neural reward circuitry, in youths at high parental risk for major depressive and bipolar disorder, in comparison to youths at low parental risk for mood disorders. More specifically, the goal is to identify behavioral and neural markers of the risk to develop a major depressive or a bipolar disorder in order to early detect and prevent these disorders, and ultimately to avoid, or at least delay, their emergence. To do so, we conducted two experiments, presented herein in two empirical articles. In the first article, behavioral and neuronal reward circuitry were investigated in youths at high parental risk for major depressive disorder (i.e, asymptomatic youths which one of the parents is suffering from major depression), youths at high parental risk for bipolar disorder (i.e, asymptomatic youths which one of the parents is suffering from bipolar disorder) and control youths (i.e, asymptomatic youths from mentally healthy parents). Therefore, we used a monetary incentive delay task allowing the assessment of monetary gain and loss anticipation and outcome. Behaviorally, results revealed a better performance in youths at risk for major depressive disorder on trials involving potential losses of various magnitude (0,20$, 1$ or 5$), as well as a better performance in youths at risk for bipolar disorder on trials involving potential null losses (0$). Regarding imaging data, youths at risk for major depressive disorder demonstrated a reduced activity in the dorsolateral prefrontal cortex during the anticipation of potential monetary losses of various magnitude, while youths at risk for bipolar disorder showed a reduced activity in the dorsolateral prefrontal cortex during the anticipation of potential null losses. Moreover, youths at risk for major depressive disorder tended to have an increased activity in the orbitofrontal cortex during successful avoidance of monetary losses, while youths at risk for bipolar disorder tended to demonstrate an increased activity in the orbitofrontal cortex during feedback of monetary losses. In the second article, structural integrity of fronto-limbic regions was investigated, through volumetric, cortical thickness and surface area measures. Results have highlighted, in youths at risk for bipolar disorder, an increased volume in the dorsolateral prefrontal cortex, compared to both youths at risk for major depressive disorder and controls. Moreover, youths at risk for bipolar disorder showed an increased volume in the posterior cingulate cortex, in comparison to youths at risk for major depressive disorder. Finally, a reduced thickness in the orbitofrontal cortex and middle frontal gyrus were observed in youths at risk for bipolar disorder, in comparison to control youths. Taken together, these results demonstrate the existence of behavioral particularities, and neuronal alterations regarding functional and structural data, in youths at high risk for mood disorders, and this, even before the emergence of the first mood symptoms. More specifically, these characteristics might constitute markers of the risk to develop a mood disorder. Consequently, these markers could help to better identify youths who are most at risk to develop a mood disorder, and thus allow the early implementation of adapted preventive strategies to avoid psychopathological developmental trajectories.

La sclérose en plaques est la maladie non tumorale du système nerveux la plus fréquente du sujet jeune. Elle est définie comme une atteinte démyélinisante inflammatoire multifocale et chronique de la substance blanche du système nerveux central d’origine dysimmunitaire. Le handicap moteur est l’un des risques évolutifs principaux de cette maladie. Mieux caractériser les mécanismes du dysfonctionnement du système moteur (atteinte de la voie motrice centrale efférente, altération du réseau moteur cortical à l’origine du mouvement) de même que les mécanismes compensatoires qui le limitent est un enjeu important dans la compréhension et la prévention de l’apparition du handicap. L’étude de ces mécanismes au stade précoce de la maladie permet de mieux comprendre les liens entre l’atteinte tissulaire, les mécanismes de compensation et les conséquences fonctionnelles. Nos travaux ont permis au stade précoce de la SEP de mieux caractériser l’atteinte fonctionnelle de la voie motrice centrale, de montrer l’influence de l’atteinte encéphalique diffuse sur la réorganisation corticale du système moteur et enfin de démontrer l’existence d’une plasticité cérébrale fonctionnelle basale du réseau moteur non dominant corrélée avec les changements d’activation observés lors du mouvement au sein du même réseau. / Multiple sclerosis (MS) is a chronic inflammatory demyelinating disorder of the central nervous system which is frequently responsible for motor disability. Better assessment of pathophysiological process implicated in motor system dysfunction (cortico-spinal tract or more diffuse tissue damage) as well as the compensatory mechanises are critical in the understanding and the prevention of disability. Their study in the early stage of the disease will allow to a better understanding of the links between tissue injury, compensatory mechanisms and functional consequences. We have better characterized functional dysfunction of the central motor pathway at the early stage of multiple sclerosis. We have also evidenced the influence of diffuse brain injury on functional motor cortical reorganization. Last, we have demonstrated the existence of a basal functional plasticity at rest of the nondominant motor network that is correlated with its functional plasticity during action.

L'autorégulation est une ressource essentielle pour ne pas succomber à la tentation de consommer des aliments fortement caloriques. Elle demande de la volonté et de contrôler ses émotions et sensations. Cependant, nous évoluons dans un environnement valorisant le plaisir alimentaire où les informations de santé sont mal prises en compte, entrainant des difficultés d'autorégulation. Ces difficultés se retrouvent notamment chez les personnes en surpoids et/ou au régime. Nous avons émis l'hypothèse que valoriser le goût des aliments sains pourrait aider ces personnes à s'autoréguler et nous avons conduit deux expériences pour la tester. Dans la première, les messages basés sur le plaisir de consommer des fruits et légumes se sont avérés plus persuasifs pour ces individus. De la même manière, dans la seconde étude lors de la prise de décision simuler le plaisir procuré par ces aliments augmente davantage le choix d'aliments sains pour ces individus. Par le recours à la neuro-imagerie fonctionnelle, nous montrons également des différences significatives d'activité cérébrale entre ces individus au moment du choix d'aliments sains dans cette condition. Il apparaît plus impulsif chez les sujets les plus sensibles à la récompense, se rapprochant du choix d'aliments fortement caloriques. Au contraire, il apparaît plus réfléchi chez les sujets ayant un IMC élevé, facilitant ainsi l'autorégulation. Au niveau théorique, cette recherche met en avant le rôle positif des émotions et sensations liées au plaisir dans l'autorégulation. Au niveau managérial, elle suggère l'importance d'adapter les stratégies de promotion des aliments sains au public ciblé. / Self-regulation is an essential resource for not succumbing to (junk) food. It requires willpower and control of emotions and sensations. However, individuals operate in an environment enhancing food pleasure where health informations are few and poorly considered, causing difficulties in self-regulation. These difficulties are found especially in overweight people and/or dieter. We hypothesized that value the taste of healthy foods could help people to self-regulate and we conducted two experiments to test it. In the first study, messages highlighting the pleasure of eating fruits and vegetables are more persuasive to subjects taking risks to health. Similarly, in the second study in decision making, focusing on the tatste of these foods increases more healthy food choices for these subjects. By using neuroimaging, we have shown brain activity distinctions between these subjects when choosing healthy food in this condition. Choosing healthy food is more impulsive for the most sensitive to reward subjects, approaching the choice of junk foods. Instead, it appears more reflective for subjects with a high BMI and choosing more junk foods, facilitating self-regulation. At the theoretical level this research highlights the positive role of emotions and sensations related to pleasure in self-regulation. At the managerial level, it suggests the importance of adapting strategies to the target audience in order to efficiently healthy food consumption.

L'un des problèmes fondamentaux de l'imagerie cardiaque par résonance magnétique du tenseur de diffusion (IRM-TD) est sa faible résolution spatiale, à cause des limitations matérielles des scanners IRM actuels. L'objectif principal de ce travail de thèse est de développer de nouvelles approches pour améliorer la résolution des données d'IRM-TD afin de mieux représenter l'architecture myocardique du coeur humain et de la comparer avec des résultats issus d'autres techniques d'investigation telles que l'imagerie par lumière polarisée. Dans ce cadre, le travail porte sur trois parties principales. La première concerne le développement d'une nouvelle approche pour l'interpolation des champs de vecteurs propres principaux issus de l'IRM-TD cardiaque humaine. Cette approche consiste d'abord à supprimer les vecteurs corrompus par le bruit au lieu de débruiter de manière uniforme le champ entier de vecteurs, et ensuite à interpoler le champ de vecteurs en utilisant la modèle Thin-Plate-Spline (TPS) afin d'exploiter la corrélation entre les composantes du vecteur. La deuxième partie concerne une nouvelle famille de méthodes d'interpolation pour les champs de tenseurs, basée soit sur les angles d'Euler soit sur le quaternion. Ces méthodes exploitent les caractéristiques du tenseur et préservent les paramètres de tenseurs, tels que le déterminant du tenseur, l'anisotropie fractionnelle (FA) et la diffusivité moyenne (MD). En outre, cette partie compare les principales approches d'interpolation au niveau des images pondérées en diffusion et des champs de tenseurs, et les résultats montrent qu'il serait préférable d'effectuer l'interpolation des données d'IRM-TD au niveau des champs de tenseurs. La troisième partie étudie le changement des paramètres MD et FA après un infarctus du myocarde chez les cochons, et l'influence des méthodes d'interpolation sur ces paramètres dans la zone infarctus et la zone distante. Les résultats montrent que la zone infarctus présente une diminution significative de FA et une augmentation significative de MD, comparée avec la zone distante, et que les méthodes d'interpolations du tenseur ont plus d'influence sur FA que sur MD, ce qui suggère que l'interprétation de ces paramètres cliniques après l'interpolation doive être prise avec précaution.

L'Imagerie par Résonance Magnétique fonctionnelle (IRMf) a connu un grand essor ces deux dernières décennies. En effet, l'arrivée sur le marché d'IRM de haute résolution (5 Teslas et dernièrement 7 Teslas) a permis l'étude des mécanismes cérébraux. Le travail de recherche de cette thèse s'inscrit dans ce contexte.Il s'agit de développer une instrumentation pour des études objectives du comportement cérébral sous l'effet de stimuli. Nous nous sommes intéressés à l'étude de l'olfaction. Nous avons conçu et réalisé un stimulateur olfactif à six canaux, synchronisable avec la respiration et contrôlable par ordinateur. L'originalité de notre travail réside en la modularité de notre appareil, qui en fait un dispositif adaptable aux besoins des études. Nous proposons une approche innovante pour modifier l'intensité des stimulations délivrées : la Modulation de Largeur d'Impulsion (MLI).Cet appareil a été utilisé dans plusieurs études en IRMf. L'efficacité de la MLI est mise en évidence dans une étude psychophysique décrite dans ce manuscrit.

L'environnement sous-marin compliqué et la pauvre vision sous-marine font le robot câblé sous-marin super-mini-à peine pour être contrôlés. Traditionnellement, la méthode de contrôle manuelle par les opérateurs est adoptée par cette sorte de robots. Malheureusement, les robots peuvent à peine travailler normalement dans ces circonstances pratiques. Donc, pour surmonter ces manques et améliorer les capacités de ces robots câblés sous-marins, ce papier propose plusieurs améliorations, en incluant le design de système, le design de contrôleur de mouvement, la reconnaissance d'obstacle en trois dimensions et les technologies de reconstruction de sentier en trois dimensions etc. (1) Super-mini sous-marins de conception système de robot: plusieurs programmes d'amélioration et d'idées de conception importants sont étudiés pour la super-mini robot sous-marin (2) La conception du contrôleur de mouvement du robot sous-marin dans des circonstances compliquées est étudiée. Un nouveau réseau de neurones adaptatif coulissantes contrôleur de mode avec le contrôleur paramètre équilibrée est proposé. Basé sur la théorie de la gestion adaptative floue contrôleur de mode coulissant , un algorithme amélioré est également proposé et appliqué à l'robot sous-marin. (3) Recherche de reconstructions d'environnement sous-marines en trois dimensions : les algorithmes et les expériences de reconstructions d'environnement sous-marines sont enquêtés. L'algorithme de traitement d'image de DT-MRI et la théorie de reconstructions d'obstacle en trois dimensions sont adoptés et améliorés pour l'application du robot sous-marin. / The complicated underwater environment and the poor underwater vision make super-mini underwater cable robot hardly to be controlled. Traditionally, the manual control method by operators is adopted by this kind of robots. Unfortunately, the robots can hardly work normally in these practical circumstances. Therefore, to overcome these shortcomings and improve the abilities of these underwater cable robots, this paper proposes several improvements, including the system design, the motion controller design, three dimensional obstacle recognition and three dimensional path reconstruction technologies etc. The details are displayed as follow: (1) Super-mini underwater robot system design: several improvement schemes and important design ideas are investigated for the super-mini underwater robot.(2) Super-mini robot motion controller design: The motion controller design of underwater robot in complicated circumstance is investigated. A new adaptive neural network sliding mode controller with balanced parameter controller (ANNSMB) is proposed. Based on the theory of adaptive fuzzy sliding mode controller (AFSMC), an improved algorithm is also proposed and applied to the underwater robot. (3)Research of three dimensional underwater environment reconstructions: The algorithms and the experiments of underwater environment reconstructions are investigated. DT-MRI image processing algorithm and the theory of three dimensional obstacle reconstructions are adopted and improved for the application of the underwater robot. (4) The super-mini underwater robot path planning algorithms are investigated.

Le devenir des branches artérielles émergentes de la proximité d’un anévrysme intracrânien et couvertes par un stent à diversion de flux lors le traitement de l’anévrysme reste controversé. Une recherche animalière de caractère translationnel a été conduite afin d’élucider le rôle du flux collatéral dans les changements hémodynamiques apportés par un stent a diversion de flux. La couverture néointimale relative aux modifications hémodynamiques aux ostia de ces artères a été également évaluée. Pour atteindre notre objectif, nous avons cherché à quantifier les changements hémodynamiques dans les artères couvertes à leurs origines et à quantifier leur surface de couverture par le tissu endothélial à 3 mois après le placement du stent à diversion de flux dans un modèle animal porcin.Méthodes Suivant une analyse de pouvoir statistique a priori, deux groupes (A, B), chacun contenant sept porcs de race large white, ont été créés, suivant un modèle de flux de circulation artérielle terminale ou anastomotique. Groupe A correspondait à une configuration artérielle de type anastomotique pour l’artère Pharyngienne ascendante droite et groupe B à une configuration terminale concernant la même branche ; cette configuration terminale a été créée par l’occlusion endovasculaire sélective des apports artériels collatéraux pour le territoire de suppléance de l’artère Pharyngienne ascendante droite. Ensuite, pour chacun des 14 animaux, un stent à diversion de flux a été placé dans la carotide interne droite couvrant ainsi l’ostium de l’artère pharyngienne ascendante homolatérale. Pour mesurer les vélocités à l’origine de cette artère, une séquence IRM de contraste de phase tridimensionnelle avec une résolution temporelle (4D) a été utilisée. Des valeurs ont été obtenues avant et après stenting. Trois mois plus tard, un travail de prélèvement anatomique suivi d’une analyse par microscopie à balayage anatomique a été a été réalisé. Une quantification surfacique a été ainsi obtenue permettant de déterminer la perméabilité des ostia des artères pharyngienne ascendante. Les données ont été ainsi analysées grâce à des tests de statistique descriptive et comparative des deux groupes prédéterminés. Des tests paramétriques et non paramétriques ont également été obtenus. Résultats La faisabilité a pu être obtenue dans tous les spécimens utilisés. Nous n’avons déploré aucune mortalité immédiate ni aucune occlusion intra-stent relatives à la procédure. Les séquences IRM de diffusion ont témoigné de l’absence d’ischémie distale à la phase aigue après la mise en place du stent, Immédiatement, en post stenting, le flux moyen dans les artères pharyngiennes ascendantes droites du groupe a été réduit d’une façon significative, quand on le compare à la valeur moyenne en pré- stenting [P = 0.0008, pouvoir statistique: 0.9548]. Au contraire, le flux moyen dans les artères pharyngiennes ascendantes droites du groupe B est resté comparable à la valeur moyenne pré- stenting. Apres trois mois de suivi, la valeur moyenne de surface perméable était significativement plus élevée dans le groupe B (527,911 ± 306,229 μm2) que dans le groupe A (89,329 ± 59,762 μm2) [P< 0.01, power: 1.00], malgré la similarité les dimensions artérielles initiales (pré-stenting) dans les deux groupes. Une corrélation positive significative a été retrouvée entre les deux groupes concernant le flux moyen post stenting et la surface moyenne de couverture aux ostia, à trois mois de suivi. / The outcome of jailing arterial branches that emerge near intracranial aneurysms during flow-diverting stent deployment remains controversial. We report an animal research study aiming to elucidate the role of collateral supply in the hemodynamic changes and neointimal modifications resulting from jailing arteries with flow-diverting stents. To serve this purpose, we sought to quantify the hemodynamic changes at the jailed arterial branches immediately after stenting, as well as quantify the ostia surface values at three months post-stenting, in the presence or absence of collateral arterial flow. Methods After a priori power analysis, two groups (A, B), each containing seven large white swine, were created according to an animal flow model for terminal and anastomotic arterial circulation. Group A corresponded to an arterial configuration with anastomotic type of arterial supply for the territory of the right Ascending Pharyngeal artery (APhA) and group B to an arterial configuration of terminal type of arterial supply for the territory of the right APhA. Subsequently, all animals were stented by flow-diverting stents, jailing the right ascending pharyngeal arteries. Mean flow rates and velocities inside the jailed branches were quantified before and after stenting by time-resolved, 3D, phase contrast MRA. After three months the jailed ostia surface values were quantified on scanning electron microscopic images. The data were analyzed using descriptive statistics and group comparisons with parametric and non-parametric tests.Results Endovascular procedures were feasible, without in situ thrombus formation or ischemic DWI findings on post-procedure MRIs. Immediately following stenting, mean flow rate values at the jailed right ascending pharyngeal arteries were reduced in group A, as compared to the pre-stenting values [P = 0.0008, power: 0.9548]. In contrast, mean flow rates for group B remained similar to the pre-stenting values. At three months post-stenting, mean ostia surface values were significantly higher for group B (527,911 ± 306,229 μm2) than for group A (89,329 ± 59,762 μm2) [P< 0.01, power: 1.00], even though the initial dimensions of the jailed ostia were similar between groups. A statistically significant correlation was found between group (A or B), mean flow rates post-stenting and ostia surface values at three months. ConclusionWhen important collateral supply was present, jailing side arteries with flow-diverters resulted in an immediate, significant reduction in flow rate inside these arteries, as compared to the pre-stenting values. In contrast, when competitive flow was absent, jailing did not result in significant flow rate reductions inside the jailed arteries. Ostium surface values at three months were significantly higher in the terminal group of jailed arteries, compared to the anastomotic group and strongly correlated with the velocity value reductions post- stenting. Key words: flow-diverting stent, collateral arteries, endothelialization, ostium, embolization, magnetic resonance angiography, magnetic resonance imaging

Les lésions résultantes d’un Accident Ischémique Cérébral (AIC) restent invisibles pendant plusieurs heures voire dizaines d’heures sur les techniques conventionnelles d’imagerie médicale (scanner X ou IRM). De nouvelles séquences d’IRM (pondérées en diffusion et en perfusion) permettent de visualiser les atteintes immédiatement. Les images de diffusion et de perfusion sont le reflet de mécanismes physiopathologiques complexes et contiennent aussi des informations sur le devenir tissulaire. Un modèle probabiliste d’évolution des lésions visibles au stade précoce a été développé de manière à prédire les extensions et rétrécissements des dommages. Le résultat se présente sous la forme d’une cartographie probabiliste de nécrose où la valeur de chaque voxel de l’image représente le risque de mort cellulaire au stade chronique. Cette cartographie pourra être, ensuite, prise en compte dans la décision thérapeutique. Deux types d’approche ont été mises en place : une méthode de segmentation, permettant d’extraire les régions à risque, et une méthode de prédiction des voxels à risque de nécrose, de type régression logistique. Ces modèles fournissent des performances similaires par rapport aux quelques modèles décrits dans la littérature, mais sont plus performants sur les petites lésions et présentent une grande amélioration en raison de leur caractère entièrement automatique / The lesions resulting from an ischemic stroke remain invisible for several hours or even tens of hours on conventional techniques of medical imaging (CT scan or MRI). New MRI sequences (diffusion-weighted and perfusion-weighted images) reveal the damages immediately. The diffusion and perfusion images reflect complex pathophysiological mechanisms and also contain some information on the fate of the tissue. A probabilistic model of evolution of the lesions visible at an early stage was set up so as to predict expansions and contractions of the damages. The result is presented as a probabilistic mapping of necrosis where the value of each voxel of the image represents the risk of cellular death in the chronic phase. This mapping can then be taken into account in the therapeutic decision. We implemented two types of approach: a segmentation method, allowing extracting regions atrisk, and a prediction method, type of logistic regression, to predict voxels at risk of necrosis. These models provide similar performances with regard to the few models described in the literature, but are more efficient for small lesions and show a big improvement because they are fully automatic

Les grands prématurés sont particulièrement vulnérables aux lésions inflammatoires de la substance blanche (WMI) qui augmentent le risque de troubles cognitifs et neurodéveloppementaux à long terme dans cette population. L’utilisation de l’imagerie par résonance magnétique (IRM) dans cette population a permis une évaluation non invasive de la progression des WMI et une meilleure compréhension de la pathologie. Les WMI sont associées une activation de la microglie et des astrocytes et la production de facteurs pro-inflammatoires, dont l’interleukine 1 (IL-1). En utilisant un modèle de WMI induite par injection intracérébrale de lipopolysaccharides (LPS), nous avons évalué dans un premier temps les changements de méthylation de l’ADN durant la phase aigüe (24 h) et la phase chronique (21 jours) de l’inflammation. Par la suite, nous avons déterminé la capacité de l’IRM multimodale de détecter la lésion et la réponse thérapeutique à un antagoniste du récepteur de l’IL-1. Finalement, par le biais d’un antagoniste et d’un modulateur allostérique du récepteur à l’IL-1, nous avons évalué in vitro le rôle de la signalisation IL-1 durant la phase aigüe de la modulation de l’activation de la microglie et des astrocytes par le LPS. Nous avons démontré la présence d’une altération du méthylome cérébral dans divers mécanismes liés au neurodéveloppement et à la réponse immunitaire. De plus, l’application de l’IRM multimodale dans notre modèle a permis d’évaluer in vivo la lésion et le début de la réponse thérapeutique durant la phase aigüe (24 h) de l’inflammation. L’évaluation à l’IRM corrèle aux changements observés par immunomarquage post mortem. In vitro, le LPS induit une réponse mixte de la microglie et des astrocytes qui évoluent dans le temps vers une réponse pro-inflammatoire et neurotoxique. Bien que l’IL-1 est hautement exprimée par la microglie et les astrocytes, son inhibition a un effet limité sur la modulation de l’activation gliale dû à la multitude de voies activées par le LPS durant la phase aigüe de l’inflammation. / Very premature infants are particularly vulnerable to inflammatory white matter injury (WMI) which increases the risk of long-term cognitive and neurodevelopmental disorders in this population. The use of magnetic resonance imaging (MRI) in this population has allowed non-invasive assessment of the progression of WMI and a better understanding of the pathology. WMI is associated with activation of microglia and astrocytes and the production of pro-inflammatory mediators, including interleukin 1 (IL-1). Using a model of inflammatory WMI induced by intracerebral injection of lipopolysaccharides (LPS), we first evaluated the changes in DNA methylation during the acute phase (24 h) and the chronic phase (21 days) of inflammation. We then determined the ability of multimodal MRI to detect the lesion and the therapeutic response to an IL-1 receptor antagonist. Finally, using an antagonist and an allosteric modulator of the IL-1 receptor, we evaluated in vitro the contribution of IL-1 signaling during the acute phase of the modulation of microglia and astrocytes activation by LPS. We have shown the presence of persistent alteration DNA methylation profile in the brain that was associated with pathways involved in neurodevelopment and immune response. In addition, the application of multimodal MRI in our model made it possible to evaluate in vivo the lesion and the therapeutic response during the acute phase (24 h) of the inflammation. The changes at the MRI correlated to post-mortem evaluation by immunostaining. In vitro, LPS induce a mixed response of microglia and astrocytes which evolved over time toward a pro-inflammatory and neurotoxic phenotype. Although IL-1 is highly expressed by microglia and astrocytes, its inhibition has a limited effect on the modulation of glial activation due to the multitude of pathways activated by LPS during the acute phase of inflammation.