La connectivité structurelle de l'insula chez l'humain

Abstract

L'insula est une structure complexe impliquée dans une variété de fonctions. Les études de connectivité par traçage chez les primates non humains ont révélé une multitude de connexions corticales entre l'insula et les lobes frontal (cortex orbitofrontal, cortex préfrontal, régions cingulaires, aire motrice supplémentaire), pariétal (cortex somatosensoriel primaire et secondaire) et temporal (pôle temporal, cortex auditif, cortex prorhinal et entorhinal). Les études de tractographie chez l'humain ont révélé des connexions structurelles similaires, mais n'ont pas rapporté de connexion avec le cortex cingulaire, malgré que cette structure soit reconnue comme étant fonctionnellement connectée à l’insula. Ce projet vise à approfondir la recherche sur la connectivité structurelle entre ces deux structures ainsi que d'autres régions connues comme étant fonctionnellement connectées à l'insula, à l'aide d'un échantillon plus grand et des plus récentes méthodes en tractographie par l’imagerie à haute résolution de diffusion angulaire basée sur des a priori anatomiques. En analysant les données de 46 participants adultes en bonne santé, notre étude rapporte un large éventail de connexions entre l’insula et les lobes frontal, temporal, pariétal et occipital ainsi que les régions limbiques, suivant un patron d’organisation rostrocaudal. Notamment, nous démontrons pour la première fois une connexion structurelle claire entre l’insula et les gyri cingulaire, parahippocampique, supramarginal et angulaire ainsi que le précunéus et les régions occipitales.

The insula is a complex structure involved in a wide range of functions. Tracing studies on non-human primates reveal a wide array of cortical connections in the frontal (orbitofrontal and prefrontal cortices, cingulate areas, and supplementary motor area), parietal (primary and secondary somatosensory cortices) and temporal (temporal pole, auditory, prorhinal and entorhinal cortices) lobes. However, recent human tractography studies have not observed connections between the insula and the cingulate cortices, although these structures are thought to be functionally intimately connected. In this work, we try to unravel the structural connectivity between these regions and other known functionally connected structures, benefiting from a higher number of subjects and the latest state-of-the-art high angular resolution diffusion imaging (HARDI) tractography algorithms with anatomical priors. By performing a HARDI tractography analysis on 46 young normal adults, our study reveals a wide array of connections between the insula and the frontal, temporal, parietal and occipital lobes as well as limbic regions, with a rostro-caudal organization in line with tracing studies in macaques. Notably, we reveal for the first time in humans a clear structural connectivity between the insula and the cingulate, parahippocampal, supramarginal and angular gyri as well as the precuneus and occipital regions.