Abstract :
[fr] La dexmédétomidine est un puissant agoniste des récepteurs α2-adrénergiques du corps humain. Ce récepteur est notamment retrouvé dans le cerveau au niveau des voies de neurotransmission noradrénergiques, dont le locus coeruleus est une source importante. Le système noradrénergique cérébral participe à la régulation du cycle veille-sommeil. L’activation des récepteurs α2 conduit, en fonction de la dose de l’agoniste administrée, à des effets cliniques divers tel que l’anxiolyse, la sédation et l’altération de la conscience. Cette liaison spécifique au récepteur α2 n’est pas retrouvée avec les autres agents anesthésiques hypnotiques d’usage courant en anesthésie, comme le propofol et le sévoflurane, qui agissent principalement par l’intermédiaire des récepteurs à l’acide γ-amino-butyrique (GABA) de type A, ou la kétamine qui est un antagoniste des récepteurs de type N-méthyl-D-aspartate (NMDA) au glutamate. La sédation à la dexmédétomidine est particulière en ce sens qu’elle ressemble beaucoup au sommeil lent physiologique de stade II, qu’elle est souvent aisément réversible par une stimulation extérieure, et qu’elle s’accompagne souvent de rêves, induisant par là-même un état de conscience déconnectée (absence de perception de l’environnement mais présence d’un contenu conscient sous la forme d’un rêve). C’est à ce titre qu’il est intéressant d’étudier les effets de l’administration de dexmédétomidine sur notre activité cérébrale.
Depuis plusieurs décennies, la théorie des graphes est appliquée à l’étude du cerveau dans le but de comprendre les mécanismes d’interactions neuronales, le fonctionnement des réseaux cérébraux de la conscience, et, in fine, leurs relations avec notre état de conscience. L’anesthésie, qui permet l’altération réversible et spécifique de différents composants de la conscience, est l’une des disciplines qui aide à la compréhension de ces mécanismes cérébraux sous-jacents. On sait que les modifications des propriétés topologiques des réseaux (telles que la force de connectivité, la connectivité effective, etc.) varient suivant l’agent anesthésique utilisé. Les modifications de ces propriétés topologiques produites par la dexmédétomidine, et leur relation avec les aspects phénoménologiques de la conscience, sont moins bien connues et méritent d’être étudiées. Les découvertes dans ce domaine ont le pouvoir de nous permettre de mieux comprendre les mécanismes cérébraux de la conscience elle-même.
Cette thèse commence par une introduction, qui, sur base entre autres de nos publications personnelles, vise à faire la synthèse des connaissances actuelles concernant les mécanismes cérébraux de la conscience, leurs modifications par l’anesthésie, et les aspects théoriques en rapport avec les propriétés topologiques des réseaux cérébraux de la conscience. Nous y décrivons ensuite notre contribution originale, pour le cas particulier de la sédation induite par la dexmédétomidine. Treize jeunes volontaires sains ont accepté de se soumettre à des examens d’imagerie fonctionnelle cérébrale par résonance magnétique au cours d’une sédation à la dexmédétomidine. Sur base des images ainsi acquises, nous avons pu comparer la force de connectivité et l’efficience globale de connectivité, deux propriétés résultant de l’application de la théorie des graphes aux données fonctionnelles cérébrales, entre les quatre conditions expérimentales de notre étude, à savoir l’état d’éveil, la sédation légère, la sédation profonde et la récupération après sédation. Cette comparaison a été réalisée sur neuf réseaux cérébraux connus pour jouer un rôle dans la génération du contenu conscient (‘resting-state networks’ ; RSN) : le réseau du mode par défaut (‘default-mode network’ ; DMN), les réseaux du contrôle exécutif (‘executive control networks’ ; ECN) gauche et droit, le réseau de la pertinence (‘salience network’ ; Sal), le réseau sensorimoteur (‘sensorimotor network’ ; Sen), le réseau auditif (‘auditory network’ ; Aud) et les réseaux visuels (‘lateral visual network’ ; VL ; ‘medial visual network’ ; VM ; ‘occipital visual network’ ; VO). Les comparaisons statistiques au niveau du groupe ont permis de démontrer des différences significatives entre les conditions expérimentales, non seulement au niveau de l’activité intra-réseau, mais aussi au niveau de la communication inter-réseau. Ces résultats nous permettent de conclure que la dexmédétomidine, administrée à des doses telles qu’elle supprime la réponse du sujet à une commande verbale simple, induit une modification importante de l’efficience de la connectivité dans les réseaux sensoriels, une altération de l’interaction entre les réseaux sensoriels de bas-ordre et les réseaux de haut-ordre (DMN, ECN, et Sal), alors que l’architecture globale des réseaux de haut-ordre est relativement bien conservée. Nous en concluons que la sédation produite par la dexmédétomidine, fréquemment caractérisée par un état de conscience déconnectée, s’associe une altération du traitement de l’information sensorielle par les réseaux de bas-ordre, et une altération de la communication entre ceux-ci, et les réseaux de haut-ordre.
