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Les 10 découvertes de 2013

[7] Aux limites de la conscience

26-11-2013

Illustration: Katy Lemay

Dans la ville de Cluj-Napoca, en Roumanie, quand un patient tombe dans le coma, on appelle à son chevet le neurologue Bogdan Florea, du Centre médical Reine-Marie. Le spécialiste examine alors les tracés d’électroencéphalogramme, ces zigzags qui enregistrent l’activité électrique du cerveau.

Le docteur Florea a ainsi évalué l’état de centaines de comateux. Mais en novembre 2011, tout son savoir n’a pas suffi pour comprendre le cas qui se présentait à lui. Il s’agissait d’un patient qui avait sombré dans un coma profond après avoir pris un antiépileptique pour contrôler des convulsions. «Le tracé révélait une activité cérébrale qui ne correspondait à rien de connu et n’était répertoriée dans aucun manuel de référence: de puissants sursauts électriques erratiques. J’étais convaincu, se souvient le neurologue, que ces saccades étaient provoquées par les interférences d’un réfrigérateur, d’un ascenseur ou d’un appareil à proximité!» Il se tourne alors vers l’un des spécialistes mondiaux de la question, Florin Amzica, directeur du Laboratoire de neurophysiologie du sommeil et des états de conscience altérés à l’Université de Montréal, pour lequel il ne cache pas son admiration.

Ce dernier n’a pas sourcillé. «Le professeur m’a demandé de refaire mes devoirs et de réexaminer le patient», raconte le neurologue. Florin Amzica avait déjà sa petite idée sur ce que le médecin allait trouver: un coma plus profond que le coma de la ligne plate.

Le trait plat, dit «isoélectrique», n’est pas nécessairement le signe d’une mort cérébrale. Il est, en effet, souvent interprété comme tel, si le coma est causé par un traumatisme. Mais si le coma a été induit par des médicaments, administrés par exemple pour soulager des douleurs extrêmes, et que le cerveau est encore en santé, il est généralement réversible. Jusqu’ici, dans l’un ou l’autre cas, les médecins croyaient que ce coma à ligne isoélectrique était le plus profond. Et qu’au-delà, il n’y avait pas d’autre état possible.

«Les médecins tentent au­tant qu’ils peuvent de tenir les patients loin de la ligne plate», note Florin Amzica pour expliquer que cet état est resté longtemps inconnu. Mais dans son laboratoire de Montréal, les chercheurs plongent quotidiennement des animaux dans différents stades de coma pour les étudier. «On était sur le coup. Nous avions observé ce type d’activité de façon anecdotique sur nos animaux. L’appel de Florea Bogdan nous a incités à formaliser une étude sur le phénomène», confirme Florin Amzica.

Lui-même et son assistant Daniel Kroe­ger ont donc provoqué, sur 26 chats, ce coma avec un anesthésique. Tous sans exception ont manifesté les mêmes activités électriques que l’équipe a baptisées «complexes Nu», et tous sont revenus de ce coma sans séquelles apparentes. «Nous nous sommes aperçu qu’il était possible d’inciter le cerveau à entrer et à sortir de cet état à volonté», dit Florin Amzica. La découverte a été publiée dans la revue scientifique en ligne PLOS ONE, en septembre 2013.

Pour sonder les profondeurs du cerveau, les chercheurs montréalais ont ensuite employé une technique qui a fait la renommée mondiale de leur laboratoire: ils ont introduit de minuscules électrodes à l’intérieur des neurones des félins et analysé les relations entre différentes cellules pendant la production des sursauts électriques. En étudiant les cellules deux par deux, les chercheurs sont ainsi parvenus à reconstituer la séquence des événements.

Qu’est-ce qui déclenche les complexes Nu? Des neurones enfouis au milieu du cerveau, dans l’hippocampe, le siège de l’apprentissage et de la mémoire. La décharge se propage ensuite comme un éclair jusqu’au cortex, à la surface, où les encéphalogrammes captent les sursauts.

Florin Amzica interprète ses résultats en rappelant qu’un cerveau qui plonge dans le coma traverse en fait les stades du sommeil. «Quand le sujet est parfaitement réveillé, le cortex est le boss. Il dicte quoi faire au reste du cerveau. À mesure que le patient s’endort – ou qu’il s’enfonce dans un coma –, le cortex perd de son autorité; les structures sous-corticales s’organisent et prennent en partie le contrôle. Il semblerait que, lorsque le cortex est parfaitement silencieux, l’activité de l’hippocampe peut s’amplifier et, dans ce coma profond, les rôles sont inversés: la structure sous-corticale peut alors dicter une réaction au cortex.»

Cependant, cette découverte ne remet aucunement en question les méthodes diagnostiques de mort cérébrale; la médecine peut toujours compter sur des moyens fiables pour valider le décès des patients. Et loin de susciter des in­quiétudes, l’existence de ce nouvel état du cerveau laisse entrevoir des voies thérapeutiques. «Le cerveau est comme un muscle. Si on ne s’en sert pas, il s’atrophie, explique le docteur Florea. S’il faut maintenir des patients dans des comas prolongés, provo­quer les “complexes Nu” conserverait peut-être mieux la santé du cerveau.»

«Le professeur Amzica a ouvert aux chercheurs tout un monde à explorer au-delà de la ligne isoélectrique», observe Bogdan Florea. Y aurait-il d’autres états encore plus profonds à découvrir? «Probablement pas, répond Florin Amzica. Je n’en vois pas d’autres.»

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