Organisation et maturation des faisceaux de fibres de matière blanche du nourrisson : évaluation en IRM du tenseur de diffusion

par Jessica Dubois

Thèse de doctorat en Sciences biologiques. Interface Physique Biologie

Sous la direction de Denis Le Bihan.


  • Résumé

    L'IRM du tenseur de diffusion permet l'exploration non-invasive de la microstructure cérébrale par la mesure des mouvements des molécules d'eau. L'organisation des faisceaux de matière blanche n'a pas encore été détaillée par cette méthode dans le cerveau en développement, et les origines biologiques des variations des index de diffusion avec l'âge restent controversées. Cette thèse a donc eu pour objectif d'imager la matière blanche du nourrisson sain afin d'étudier son organisation précoce et de permettre le suivi in vivo de sa maturation post-natale. Pour cela, un protocole d'acquisition dédié a été appliqué chez vingt-trois bébés âgés de un à quatre mois et non-sédatés, et un algorithme de génération des distributions d'orientations de diffusion a été adapté en vue d'acquisitions corrompues par du mouvement. Les principaux faisceaux de fibres ont alors été identifiés et reconstruits par tractographie malgré leur incomplète myélinisation. Plusieurs approches de quantification des index ont par ailleurs été envisagées. En étude inter-individuelle, le suivi des index avec l'âge nous a ainsi conduit à proposer une classification de la maturation différentielle des faisceaux, en accord avec les connaissances post-mortem de sa progression spatio-temporelle. En étude intra-individuelle, des asymétries inter-hémisphériques, cohérentes avec la spécialisation fonctionnelle adulte, ont été soulignées. D'autre part, les informations structurelles de diffusion ont été corrélées avec des mesures fonctionnelles de potentiels évoqués pour le système visuel. La méthodologie utilisée semble par conséquent prometteuse pour améliorer notre compréhension du développement du nourrisson.

  • Titre traduit

    Organization and maturation of the infant white matter fiber bundles : evaluation using diffusion tensor MRI


  • Résumé

    Diffusion tensor MRI enables to explore the cerebral microstructure non invasively by measuring the water molecules movements. Whereas the anisotropic organization of white matter fascicles has been revealed using this method in adults, their structure has not been detailed yet in the developing brain, and the biological origins of the diffusion index changes with age remain controversial. This thesis thus aimed at imaging the healthy infant white matter in order to study its early organization and to provide an in vivo monitoring of its postnatal maturation. A dedicated acquisition protocol was first implemented and applied to twenty-three one- to four-months-old unsedated babies, and an algorithm which generates the diffusion orientation distributions was adapted for acquisitions corrupted with motion. Major fiber bundles were then identified and reconstructed by tractography despite their unachieved myelination. Moreover, several quantification approaches were investigated. In an inter-individual study, monitoring the index with age led us to suggest a classification of the differential bundles maturation, in agreement with the post mortem knowledge of its spatio-temporal progression. In an intra-individual study, inter-hemispherical asymmetries, consistent with the adult functional specialization, were outlined. Besides, the diffusion structural informations were correlated with functional measurements by evoked potentials for the visual system. Consequently, the methodology we used seems promising for our improved understanding on the infant development.

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Informations

  • Détails : 1 vol., 344 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. [301]-338. Index

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2006)5
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