Note publique d'information : La compréhension des mécanismes cognitifs est un défi que les prouesses technologiques
en imagerie par résonance magnétique fonctionnelle et de diffusion permettent de relever.
Les réseaux neuronaux, ensembles de régions interconnectées anatomiquement et fonctionnellement,
sont à l’origine des processus cognitifs. Nous nous sommes intéressés à la relation
entre la structure anatomique et la fonction de ces réseaux, au travers des deux principes
fondamentaux du fonctionnement cérébral que sont la ségrégation et l’intégration,
ainsi que via la notion d’intégrité. En premier lieu, nous nous sommes penchés sur
la ségrégation anatomique des noyaux gris centraux et son interprétation fonctionnelle.
Puis, nous avons abordé le principe d’intégration, d’un point de vue descriptif par
le biais de la théorie des graphes, puis explicatif par l’utilisation du modèle spatial
autorégressif. Enfin, nous avons étudié́ l’intégrité structurelle du cerveau en présence
de déficits neurocomportementaux suite à un traumatisme crânien léger. Nous avons
ainsi mis en évidence l’existence d’un substrat anatomique sous-jacent aux réseaux
fonctionnels. Nos résultats suggèrent que la structure anatomique des réseaux cérébraux
est un substrat complexe optimisant les processus fonctionnels. De plus, une perte
d’intégrité de ce substrat anatomique lors d’un traumatisme crânien léger se répercute
sur le comportement et les performances cognitives. Ceci démontre que le fonctionnement
cérébral, traduit par les réseaux neuronaux, est intimement lié à la structure anatomique
de ces réseaux.
Note publique d'information : Recent advances in Magnetic Resonance Imaging are allowing neuroscientists to gain
critical insights into the neural networks mediating a variety of cognitive processes.
Neural networks are sets of anatomically and functionally interconnected regions and
are the origin of cognitive processes. In this work, we studied the relationship between
structure and function in these networks, through the two fundamental principles of
brain function, namely segregation and integration, and the concept of integrity.
First, we focused on the anatomical segregation of basal ganglia and its functional
interpretation. Then we examined the principle of integration, from a descriptive
way to an explanatory approach, by using the spatial autoregressive model. Finally,
we studied the structural integrity of the brain in the presence of mild traumatic
brain injury associated neurobehavioral deficits. We demonstrated the existence of
an anatomical substrate underlying the functional networks. Our results suggest that
the anatomical structure of brain networks is a complex substrate optimizing cognitives
processes. Moreover, loss of structural integrity in mild traumatic brain injury affects
behavior and cognitive performances. This demonstrates that brain function, mediated
by neural networks, is intimately related to their anatomical structure.
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