Réorganisation cérébrale et surdité : exploration des réseaux fonctionnels au repos

Abstract

L'activité neuronale partagée entre les différentes régions cérébrales permet d'estimer les patrons d'activation fonctionnelle à l'échelle de réseaux distribués, même en l'absence de paradigme. Constamment rapportés dans la population saine, les réseaux fonctionnels au repos (RSNs) peuvent être utilisés comme objet d'étude pour comprendre la contribution du développement sensoriel atypique sur la communication globale inter-réseau. À ce jour, peu d'études ont exploré l'organisation cérébrale au repos dans le contexte de la surdité. Pourtant, de multiples évidences soutiennent l'importance des entrées sensorielles en début de vie dans la consolidation de l'architecture fonctionnelle du cerveau. L'étude présentée dans ce mémoire a été développée et conceptualisée pour rendre compte de la relation entre la privation sensorielle et l'activité cérébrale spontanée entre les RSNs. À cette fin, 17 personnes avec une surdité congénitale de degré sévère à profond et 18 personnes entendantes non signeurs ont été recrutées et ont effectué 10 minutes d'enregistrement par imagerie magnétique fonctionnelle (IRMf) à l'état de repos. Les estimations de connectivité fonctionnelle de 17 RSNs extraites par une méthode de parcellisation fonctionnelle du cerveau ont été comparées entre les groupes. Le couplage entre les réseaux d'attention dorsale (DAN) et d'attention ventrale (VAN) était significativement plus élevé chez les participants qui présentent une surdité. Ces deux systèmes sont impliqués dans les tâches attentionnelles descendantes (« top-down ») et ascendantes (« bottom-up »), respectivement. Les résultats démontrent une réorganisation du cerveau au sein des réseaux associatifs et proposent une preuve potentielle des substrats neuronaux qui sous-tendraient les performances attentionnelles supérieures des personnes avec une surdité.

Neural activity shared between different brain regions allows estimation of functional activation patterns at the scale of distributed networks, even in the absence of a paradigm. Consistently reported in the healthy population, resting-state functional networks (RSNs) can be studied to understand the contribution of atypical sensory development on global inter-network communication. To date, few studies have explored brain organization at rest in the context of deafness. Yet, numerous evidence supports the importance of early sensory input in the consolidation of the brain's functional architecture. The study presented in this thesis was developed and conceptualized to report on the relationship between sensory deprivation and spontaneous brain activity between RSNs. To this end, 17 individuals with severe to profound congenital hearing loss and 18 non-signer hearing individuals were recruited and performed 10 minutes of functional magnetic imaging (fMRI) recording at rest. Functional connectivity estimates of 17 RSNs extracted by a functional brain parcellation method were compared between groups. The coupling between dorsal attention (DAN) and ventral attention (VAN) networks was significantly higher in deaf participants. These two systems are involved in topdown and bottom-up attentional tasks, respectively. The results demonstrate brain plasticity within associative networks and offer potential evidence of neural substrates that may underlie superior attentional performances observed in individuals with deafness.