Construction d'un atlas stéréotaxique de cerveau de porc

Construction of a stereotaxic brain atlas of the domestic pig

• Auteur / Autrice : Stéphan Saikali
• Direction : Charles-Henri Malbert
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Médecine. Biologie et sciences de la santé
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Rennes 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Vie-Agro-Santé (Rennes)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université européenne de Bretagne (2007-2016)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Stéréotaxie

Techniques stéréotaxiques

Atlas comme sujet

Cerveau

Suidae

Imagerie tridimensionnelle

Atlas

Cerveau

Porc

Système nerveux

Imagerie tridimensionnelle en biologie

Mots clés libres

Atlas stéréotaxique

Résumé

L'observation de lacunes dans l'unique atlas stéréotaxique de cerveau de porc disponible dans la littérature nous a amené à construire un atlas stéréotaxique digital tridimensionnel (3D) de cerveau de porc afin qu'il réponde au mieux aux exigences de l'imagerie et de la chirurgie fonctionnelles. Nous avons, dans un premier temps, adapté à notre thématique de recherche puis déterminé les meilleurs paramètres d'acquisition possible sur une IRM 4,7T afin d'obtenir des images de haute résolution. Nous avons également adapté les techniques histologiques standards aux contraintes de taille et de tissu afin de sauvegarder au maximum la stéréotaxie du cerveau de porc. Dans un second temps nous avons construit un atlas anatomique de cerveau de porc à partir des données histologiques et d'imagerie d'un seul hémisphère en leur appliquant une symétrie au plan sagittal médian passant par la ligne CA-CP. Un atlas probabiliste a également été construit à partir de trois cerveaux de porcs en utilisant l'atlas précédent comme référentiel stéréotaxique. Nos résultats ont abouti à un atlas anatomique digital et 3D comportant les données spatiales de 178 structures corticales, sous-corticales et cérébelleuses dont 28 aires corticales nettement identifiées par hémisphère. L'atlas probabiliste comporte des données spatiales probabilistes de 62 structures sous-corticales. Le caractère digital et 3D de notre atlas a déjà permis de le confronter à des images multimodales de cerveau de porc. Les rares données neuroanatomiques disponibles dans la littérature soulignent la nécessité de valider nos résultats, dans le futur, à la lumière des prochaines études corticales et sous-corticales menées chez le porc. L'analyse anatomique du cerveau de porc démontre certaines analogies avec le cerveau humain et souligne l'intérêt de ce modèle animal dans les études fondamentales de neuroimagerie et de neurochirurgie.

The presence of several lacks in the sole stereotaxic pig brain atlas available in the litterature led us to build a three dimensional (3D) digital and stereotaxic atlas from pig brain so that it fulfills the needs of functional neuroimaging and functional neurosurgery. In a first step we had to adapt to our theme the best acquisition parameters possible on a 4. 7 MRI to obtain high resolution images. We also adjusted the standard histological techniques to the constraints of size and tissue to respect pig brain stereotaxic coordinates integrity. In a second step we built an anatomical atlas of pig brain from MR and histological images of one hemisphere by applying a symmetrical transformation through the midsagittal plane. A probabilistic atlas has also been built from three pig brains using the former atlas as the spatial stereotaxic frame. Our results have led to an anatomical 3D and digital atlas containing data for 178 cortical, subcortical and cerebellar structures, including 28 clearly identified cortical areas per hemisphere. The probabilistic atlas contains spatial probabilistic coordinates of 62 deep brain structures. Our digital and 3D atlas has been successfully compared to pig brain multimodal images. The few neuroanatomical data available in the litterature emphasize the need to validate our results by future cortical and subcortical studies. The anatomical analysis of pig brain shows similarities with human brain and underlines the importance of this animal model in fundamental neuroimaging and neurosurgery studies.