Connectivité fonctionnelle et maladie d’Alzheimer : altération, lien avec les facteurs de risque et effets de la méditation

Functional connectivity and Alzheimer’s disease : alteration, link with risk factors and effects of meditation

• Auteur / Autrice : Sophie Dautricourt
• Direction : Gaël Chételat, Vincent de La Sayette
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 20/09/2021
• Etablissement(s) : Normandie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Normande de biologie intégrative, santé, environnement (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Physiopathologie et imagerie des troubles neurologiques (Caen ; 2017-....)
• Jury : Président / Présidente : Pierre Krolak-Salmon
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gaël Chételat, Vincent de La Sayette, Sylvie Belleville, Jérémie Pariente, Florence Pasquier, Nicolas Villain, Antoine Lutz
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sylvie Belleville, Jérémie Pariente

Mots clés

Mots clés contrôlés

Hippocampe (anatomie)

Pleine conscience

Réseaux cérébraux

Connectivité fonctionnelle

Facteurs de risque

Alzheimer, Maladie d'

Mots clés libres

Méditation

Lobe temporal interne

Alzheimer's disease

Functional connectivity

Hippocampus

Mindfulness

Brain networks

Medial temporal lobe

Meditation

Risk factors

Résumé

La maladie d’Alzheimer est associée à des modifications de la connectivité fonctionnelle cérébrale. Cependant, la nature de ces modifications et les réseaux spécifiques altérés, les liens entre ces modifications et les facteurs de risque de la maladie, et enfin l’impact potentiel de la méditation sur ces modifications restent mal compris. Les objectifs de cette thèse sont de caractériser ces atteintes au moyen de plusieurs approches utilisant à la fois la connectivité fonctionnelle « statique » mais également la connectivité fonctionnelle « dynamique ».Nous avons tout d’abord caractérisé l’atteinte de la connectivité fonctionnelle des réseaux du lobe temporal interne (antéro-temporal et postéro-médial) de manière transversale et longitudinale chez des patients atteints de maladie d’Alzheimer. Ensuite, nous avons analysé les configurations de connectivité cérébrale dynamique des réseaux du mode par défaut, de la salience et du contrôle exécutif associées aux principaux facteurs de risque et protecteurs de la maladie d’Alzheimer. Enfin, nous avons évalué l’impact de la méditation sur ces configurations de connectivité fonctionnelle dynamique avec une approche transversale et longitudinale.Nos résultats montrent des augmentations et des diminutions de la connectivité fonctionnelle des réseaux antéro-temporal et postéro-médial au cours de la maladie d’Alzheimer, en lien avec les déficits cognitifs. De plus, nous avons identifié certaines configurations de connectivité fonctionnelle dynamique associées à une augmentation du risque de maladie d’Alzheimer, tandis que d’autres sont associées à une diminution du risque de cette maladie. Enfin, la méditation a un effet à court et à long terme sur les configurations de connectivité fonctionnelle dynamique.Au total, ces travaux mettent en évidence le rôle des atteintes des réseaux antéro-temporal et postéro-médial dans la physiopathologie de la maladie d’Alzheimer. De plus, des modifications de la connectivité fonctionnelle dynamique pourraient sous-tendre l’effet des facteurs impliqués dans la réserve cognitive. Enfin, nos résultats suggèrent que la méditation augmente le temps passé dans une configuration « protectrice » et diminue le temps passé dans une configuration « à risque ».

Alzheimer’s disease is associated with brain functional connectivity changes. However, the nature of these changes and the specific altered networks, the links between these changes and Alzheimer’s disease risk factors, and the potential impact of meditation on these changes remain poorly understood. The objectives of this thesis are to characterize these impairments using both “static” and “dynamic” functional connectivity.We first characterized the functional connectivity alterations of medial temporal lobe networks (anterior-temporal and posterior-medial), transversely and longitudinally, in patients with Alzheimer’s disease. Next, we analyzed the dynamic functional network connectivity patterns of the default mode, salience, and executive control networks associated with the main risk and protective factors of Alzheimer’s disease. Finally, we investigated the impact of meditation on these dynamic functional network connectivity configurations with a transversal and longitudinal approach.Our results showed increases and decreases in the functional connectivity of anterior-temporal and posterior-medial networks in Alzheimer’s disease over time, related to cognitive deficits. In addition, we identified dynamic functional connectivity patterns associated with increased risk of Alzheimer’s disease, while other patterns are associated with reduced risk. Finally, meditation has short- and long-term effects on dynamic functional network connectivity configurations.In conclusion, this work highlights the role of anterior-temporal and posterior-medial network alterations in Alzheimer’s disease physiopathology. In addition, dynamic functional network connectivity changes may underlie the effect of the factors involved in cognitive reserve. Finally, our results suggest that meditation increases the time spent in a “protective” configuration and decreases the time spent in an “at risk” configuration.