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Ptolémée, projet sur la cartographie du cerveau profond, soutenu par le Fonds Avenir Matmut

04.03.2021
Projet Ptolémée Fondation de l'Avenir

Le professeur Jean-Jacques LEMAIRE, chef du service de neurochirurgie du CHU de Clermont-Ferrand et initiateur du projet Ptolémée, partage avec nous les avancées des travaux :

« Les avancées récentes sur l’organisation du cerveau humain ont permis de révéler son architecture jusque dans les régions les plus profondes. Ces progrès sont d’autant plus intéressants que l’on mesure mieux aujourd’hui l’importance des relations entre le cortex et les structures profondes que sont les noyaux gris centraux et les faisceaux de matière blanche faisant communiquer les différentes régions du cortex et les noyaux gris centraux. C’est d’ailleurs cet ensemble qui supporte toutes les fonctions cérébrales, de la mobilité au comportement.

Toutefois l’identification de ces structures profondes reste toujours un challenge à l’échelle individuelle pour chaque malade. En effet même si l’imagerie, notamment l’Imagerie par Résonnance Magnétique Nucléaire (IRM) est aujourd’hui largement répandue, la connaissance sur ces régions profondes est encore peu diffusée de même que leur identification. Ainsi la plupart des médecins et chercheurs se limitent à quelques structures, comme le noyau sous-thalamique pour ne parler que de la plus emblématique d’entre elles.

Ptolémée a pour objectif de mettre au point des outils logiciels pour automatiser cette identification de façon à la rendre accessible au plus grand nombre, en routine clinique et en recherche, et ainsi faciliter la mise au point de nouveaux traitements pour les maladies qui touchent le cerveau profond, comme les maladies neurodégénératives dont la maladie de Parkinson, ou les états de handicap chronique après traumatisme crânien ou accident vasculaire cérébral.

Il s’agit donc de cartographier, un peu comme l’a fait Claude Ptolémée en offrant les premières cartes de géographies du monde connu au XVème siècle, le cerveau humain profond, mais en permettant ici de réaliser des cartes individuelles, spécifiques, des cerveaux des malades, avec un important niveau de détail. Ce travail s’appuie sur des séquences IRM courantes ou avancées qui sont analysées et traitées par des méthodes complexes comme certaines utilisées en Intelligence Artificielle, notamment l’apprentissage par réseaux profonds. Pour se faire, sept centres hospitaliers universitaires (Amiens, Clermont-Ferrand, Foch, Limoges, Nice, Saint-Etienne, Rouen) se sont associés autour d’une équipe de recherche technologique (Institut Pascal, UCA, CNRS, CHU, INP-CLERMONT) avec une approche interdisciplinaire transversale, guidée par l’application clinique.

Ptolémée a débuté fin 2020 grâce au soutien de la Fondation de l’Avenir ce qui a déjà permis de recruter deux doctorants. La base de données d’imagerie a déjà reçu les autorisations du comité d’éthique et de la CNIL, puis l’accord des premiers patients (environ 200). L’année 2021 devrait permettre d’étendre la base de données aux sept centres et de sélectionner les méthodes optimales pour traiter les images des malades afin d’en extraire les informations détaillées concernant leur architecture cérébrale. »

Pour mémoire, le Fonds Avenir Matmut a été créé en 2011 par le partenaire historique de la Fondation de l’Avenir. Le Groupe MATMUT dispose également d’une fondation sous égide, la Fondation Paul Bennetot. Initialement orientée autour de la recherche en pédiatrie, l’activité du Fonds s’est concentrée sur la psychiatrie entre 2014 et 2019. L’engagement auprès du consortium Ptolémée se fera entre 2020 et 2022.