Un cerveau virtuel pour prédire les effets d’interventions ciblées

Chez l’humain, les réseaux de neurones sont organisés de façon complexe. Une atteinte localisée, comme dans le cas d’un AVC, peut entraîner des dysfonctionnements dans des régions éloignées. À l’inverse, certaines approches thérapeutiques ciblent des zones précises du cerveau pour modifier le fonctionnement d’autres zones à distance, comme c’est le cas avec la stimulation cérébrale profonde dans la maladie de Parkinson. Mais ces effets à longue portée sont difficiles à anticiper, car chaque cerveau réagit différemment en fonction de son architecture neuronale.

Pour mieux comprendre ces réorganisations, les chercheurs ont réalisé des lésions ou des inhibitions localisées sur différentes régions du cerveau de souris, avant de comparer les effets observés par IRM fonctionnelle avec ceux simulés par leur modèle informatique. Ce « cerveau virtuel », personnalisé pour chaque individu, a permis de prédire avec une grande précision les modifications de l’activité cérébrale. Il a révélé que même une perturbation très localisée pouvait entraîner une reconfiguration globale du réseau cérébral, suivant des règles spécifiques à la région touchée.

Les scientifiques comparent ce phénomène à une toile d’araignée : toucher un fil à un endroit précis fait vibrer toute la structure, mais la manière dont la vibration se propage dépend du point d’impact. Grâce à cette analogie numérique, le modèle permet non seulement de mieux comprendre la dynamique cérébrale, mais aussi de générer des prédictions fiables sur les effets à distance d’une intervention ciblée.

À terme, ces travaux pourraient aider à mieux cibler les interventions chirurgicales en neurologie, à personnaliser les protocoles de stimulation cérébrale profonde, ou encore à développer des biomarqueurs prédictifs pour certaines maladies neurologiques.