IRM géant de Neurospin: «Si on sait comment le cerveau fonctionne, on peut rêver de le réparer»

INTERVIEW Equipé du plus puissant aimant du monde, le plus gros scanner IRM humain vient de rejoindre le centre de recherche Neurospin à Saclay…

Propos recueillis par Laure Beaudonnet

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Illustration d'activité neuronale dans le cerveau.
Illustration d'activité neuronale dans le cerveau. — DARPA
  • L’IRM 11,7 teslas permet de voir le cerveau avec une plus grande précision.
  • Il est destiné à la recherche pour faire avancer la connaissance des maladies dégénératives.
  • Il reste utopique d’espérer pouvoir tout comprendre du fonctionnement du cerveau humain.

Le plus gros scanner IRM humain vient de rejoindre le centre de recherche Neurospin à Saclay. Equipé du plus puissant aimant du monde, il pourra explorer  le cerveau de l’homme comme jamais cela n’avait été fait. Comprendre Alzheimer, la schizophrénie et, peut-être,  réparer notre organe de la conscience, c’est la perspective qu’offre cet aimant hors norme. Denis Le Bihan, directeur de recherche et fondateur de Neurospin, revient sur ce bijou de technologie et nous ouvre les portes du futur de notre cerveau.

Denis Le Bihan, physicien francais.
Denis Le Bihan, physicien francais. - BALTEL/SIPA

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Votre IRM 11,7 teslas, qu’est-ce qu’il a de plus que les autres ?

L’idée de voir mieux dans le cerveau humain en utilisant un scanner IRM hyperpuissant remonte à 2001. Le cerveau est organisé en régions, il y a des régions liées au langage, à la vision, au calcul… On sait que les milliards de cellules grises à la surface du cerveau ne sont pas organisées de la même manière selon les régions. Mais on ne sait pas quel est le lien entre la façon dont elles sont organisées et la fonction qu’elles créent. A l’autre bout du spectre, vous avez des maladies comme Alzheimer. Si les gens perdent la mémoire, c’est parce qu’au niveau de l’hippocampe, des plaques apparaissent mais on n’est pas capables de les voir. Pour cela, il faudrait descendre à une épaisseur d’environ deux cheveux et avec les IRM d’aujourd’hui, la précision est de l’ordre du millimètre, un grain de riz.

Le champ magnétique utilisé à l’hôpital est de l’ordre de 1,5 à 3 teslas, c’est à peu près 30.000 à 60.000 fois le champ magnétique de la Terre. Pour arriver à la précision des cheveux, il faut monter cette intensité au-delà de 200.000 fois le champ magnétique de la Terre. C’est pour ça qu’on a eu cette idée de construire un aimant de cette puissance pour faire l’IRM. Le champ magnétique officiel de cet IRM c’est 11,7 teslas, soit 223.000 fois le champ terrestre.

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Dans le futur, sera-t-il utilisé dans les hôpitaux ?

Pas directement en tout cas pas dans un futur proche. Une fois que vous avez découvert et localisé une nouvelle planète ou un objet dans l’espace avec un très gros téléscope il est souvent possible ensuite d’utiliser un appareil plus modeste pour le voir. Pour l’imagerie du cerveau, c’est pareil. On va voir et découvrir des choses nouvelles avec notre super-aimant, aussi bien dans le cerveau que dans la manière d’utiliser notre scanner mais notre objectif sera ensuite d’en faire profiter les scanners IRM des hôpitaux. Tous les patients ne pourraient pas venir à NeuroSpin, ça n’aurait pas de sens.

Quel genre de maladies va-t-il servir à étudier ?

Alzheimer, c’est un de nos sujets importants, comme toutes les maladies dégénératives.L’épilepsie, la schizophrénie, aussi. Si on sait comment le cerveau fonctionne, on pourrait rêver de le réparer, ou de reprogrammer d’autres régions saines pour faire le relais. Mais c’est encore de la science-fiction. L’IRM fait partie du projet Iseult qui a été défini pour faire de l’imagerie moléculaire avec des très hauts champs magnétiques. Le principe est simple : on va concevoir des molécules espionnes qu’on injectera au patient. Elles vont aller repérer ces plaques et s’y accrocher. Comme ces molécules intelligentes auront une partie magnétique, elles seront visibles sur nos images. C’est comme les chiens à l’aéroport qui repèrent la drogue. S’il y a une valise suspecte, ils vont rester à côté.

Le cerveau humain est-il d’ailleurs capable de comprendre lui-même?

Quelles sont les limites de cet IRM ?

Déjà, il fait 5 mètres de long sur 5 mètres de diamètre. Claustrophobes, s'abstenir! Tout le monde ne pourra pas supporter. Et, plus le champ magnétique est élevé, plus le bruit est élevé. On va prévoir des protections auditives, mais il va falloir être malin, développer de nouvelles méthodes d’imagerie pour limiter le bruit de la machine. Comme les téléphones portables, il y a un phénomène d’échauffement. On ne peut pas se permettre de le laisser chauffer. Avec les techniques d’aujourd’hui, on ne pourra rien faire. On est obligé d’inventer pour travailler malgré les limitations. Une fois qu’on aura inventé ces nouvelles manières de faire, on pourra améliorer les machines utilisées dans les hôpitaux.

Pensez-vous qu’en connaissant mieux le cerveau, il sera possible de le numériser comme souhaite le faire Human Brain Project, à Lausanne ?

Le Human Brain Project est un grand projet de dix ans, mais il a démarré en 2013, avant l’arrivée de notre aimant et surtout de son utilisation. Si on est dans le même état d’esprit : collecter, acquérir des signaux avec la plus grande précision possible sur un grand nombre de sujets, cette collecte numérique, à elle seule, ne suffira pas à reproduire le cerveau humain, même un morceau. L’information recueillie est celle qu’on croit pertinente selon nos modèles actuels, mais d’autres informations, peut-être cruciales mais dont on n’a pas idée aujourd’hui seront absentes. Si vous demandez à quelqu’un qui vit dans une maison de se représenter mentalement son escalier en détail il jurera qu’il peut le faire sans problème. Pourtant il sera en général incapable de vous donner le nombre de marches, bien qu’il emprunte cet escalier tous les jours! Son cerveau n’avait jamais considéré l’information « marches » comme pertinente. Par contre, après les avoir comptées il s’en souviendra pour toujours.

On parle par analogie « d’apprentissage », « d’intelligence artificielle », alors que nous sommes encore très loin d’avoir compris le fonctionnement de notre propre cerveau. Si ces systèmes artificiels deviennent capables de trouver des réponses vis-à- vis d’une situation donnée même complexe (comme dans le jeu de Go) comme le cerveau humain, les mécanismes en sont a priori très différents. Une simple addition sur une calculatrice n’a rien à voir avec une addition faite par notre cerveau, même si elle donne le même résultat. La calculatrice est juste un outil très pratique avec lequel nous ne pensons pas en général être en compétition.

Ce qui est certain c’est que le Human Brain Project et notre scanner IRM hors norme sont des instruments exceptionnels pour nous permettre de mieux percer les secrets de notre cerveau. Jusqu’où irons nous ? Le cerveau humain est-il d’ailleurs capable de comprendre lui-même?