Anatomo-functional cortico-subthalamic organization in humans : tractography study in healthy subjects and patients with Parkinson’s disease and Gilles de la Tourette syndrome
Organisation anatomo-fonctionnelle cortico-subthalamique chez l’Homme : étude en tractographie in vivo chez le sujet sain, le patient parkinsonien et atteint de la maladie de Gilles de la Tourette
Résumé
Deep brain stimulation (DBS) of subthalamic nucleus (STN) confirms in humans the functional differences between these two adjacent structures, DBS of the postero-lateral part of the STN reduces the motor symptoms of Parkinson’s disease (PD), whereas antero-medial STN improve the obsessive-compulsive symptomatology, additionally, medial subthalamic region (MSR) treats aggressive behaviors. In this work, we studied the anatomo-functional organization of the cortical pathway to the STN and MSR in healthy and pathological humans using diffusion-weighted imaging (DWI). We aim to optimize the DBS targeting for improved individual therapeutic benefits. Our results suggest that in healthy humans, sensorimotor streamlines arrive in the postero-lateral part of the STN whereas limbic streamlines are located on the antero-medial part of the STN and MSR. Moreover, normative connectivity analyses in parkinsonian patients revealed a correlation between the post-operative improvement of gait and balance disorder and the increased VAT connectivity with the sensorimotor cortex whereas decreased VAT connectivity with prefrontal areas was linked to the post-operative aggravation of gait and balance disorder. Finally, the connectivity analyses in patients with Tourette Syndrome showed an increase of limbic connectivity of MSR and STN.
La stimulation cérébrale profonde (SCP) du noyau subthalamique (NST) a confirmé chez l’Homme les différentes fonctions des différents territoires : la SCP de la partie postéro-latérale améliore les symptômes moteurs de la maladie de Parkinson, celle du pôle antéro-médian améliore la symptomatologie obsessionnelle compulsive et celle de la région médiane subthalamique (RMS) est utilisée pour traiter les comportements agressif. Dans ce travail, nous avons étudié l’organisation anatomo- fonctionnelle de la voie corticale sur le NST et la RMS chez l’Homme en utilisant l’imagerie pondérée en diffusion dans le but d’optimiser le ciblage en SCP pour augmenter le bénéfice individuel. Nos résultats montrent que chez le sujet sain, les projections sensori-motrices occupent la partie postéro-latérale du NST et que les projections limbiques occupent la partie antéro-médiane et s’étendent fortement vers la RMS. Les analyses de connectivité normative chez les patients parkinsonien montrent une corrélation entre une amélioration postopératoire de la marche et une augmentation de la connectivité avec les cortex sensori-moteurs, et une diminution de la connectivité avec les cortex préfrontaux. Enfin, nos analyses chez les patients atteints de la maladie de Gilles de la Tourette révèlent une augmentation de la connectivité limbique de la RMS et du pôle médian du NST.
Origine : Version validée par le jury (STAR)