Multimodal Diffuse Optical Imaging Evidence of Age-Related Changes in Neural Substrates of Semantic Words Processing

Le vieillissement rapide de la population au Canada changera les aspects démographiques à l'avenir par le fait que les personnes âgées de 65 ans et plus vont dépasser en volume les jeunes de moins de 20 ans. En sachant les coûts associés au traitement et au soutien des personnes âgées atteintes par une ou plusieurs démences cognitives, on admet l'importance des études gériatriques pour mieux comprendre les mécanismes neurophysiologiques du vieillissement. L'intérêt principal est de trouver un lien entre les effets neurologiques du vieillissement et ceux du déclin cognitif afin d'établir des stratégies qui encourageront un vieillissement en santé. Notre compréhension du cerveau a beaucoup évolué au cours des dernières décennies grâce à de nouvelles techniques en imagerie cérébrale. Pourtant, l'interprétation de ces données reste un défi. Dans le cas de l'imagerie fonctionnelle par résonance magnétique (IRM) ou par optique diffuse (IOD), la réponse neuronale est indirectement dérivée de l'hémodynamique. Cette dernière est sujette à de complexes interactions entre l'oxygénation du cerveau, le volume et le débit sanguin, ainsi que la structure hétérogène du cortex. Ces interactions rendent difficile une interprétation quantitative des données. Dans le cas des études en vieillissement cognitif, ces paramètres sont de plus modifiés par l'âge, ce qui mène à une importante variabilité interindividuelle dans l'interprétation des données. La caractérisation des effets neurophysiologiques du vieillissement sur les signaux d'imagerie cérébrale est donc essentielle pour permettre des études rigoureuses du déclin cognitif avec l'âge. Vu les limites en rapport avec les signaux intrinsèques de chacune des modalités d'imagerie non-invasive, l'intérêt pour les études multimodales s'accroît car elles permettent de calibrer avec plus de précision les données fonctionnelles. L'intégration des données complémentaires acquises via différentes modalités de neuroimagerie, dans cette étude, nous a permis de quantifier les activations neuronales et de surveiller leurs modifications reliées au vieillissement. Un montage de spectroscopie en temps résolu, fait au laboratoire, nous a fourni des données au repos sur la concentration en oxy- et déoxyhémoglobine, ainsi que sur le volume sanguin. En imagerie par résonance magnétique, une séquence anatomique nous a servi à 1) évaluer une potentielle corrélation entre l'épaisseur corticale (matières grise et blanche) et le niveau de la réponse hémodynamique et 2) Recaller la carte d'activité cérébrale de chaque participant sur son image anatomique. On rajoute ces dernières mesures comme régresseur à un modèle linéaire généralisé de la réponse hémodynamique. En faisant l'hypothèse que ces changements de bases sont liés à la physiologie,