Connectogramme
Les connectogrammes sont des représentations graphiques de connectomique, le domaine d'étude dédié à la cartographie et à l'interprétation de toutes les connexions de fibre de matière blanche dans le cerveau humain. Ces graphiques circulaires basés sur des données d'IRM de diffusion utilisent la théorie des graphes pour représenter les connexions de la matière blanche et les caractéristiques corticales pour des structures cérébrales simples, des sujets ou des populations.

Structure

Description 
Le connectogramme est une représentation graphique de la connectique cérébrale. Cette représentation a été proposée pour la première fois en 2012.

Les représentations circulaires des connexions sont utilisées dans un certain nombre de disciplines autre que la neurologie, parmi ces disciplines on peut citer la représentation de certains aspects des épidémies, des réseaux géographiques, les temps de la musique, de la diversité dans les populations d'oiseaux ou encore des données de la génomique. 

Les connectogrammes sont de forme circulaire, la moitié gauche représentant l'hémisphère gauche et la moitié droite représentant l'hémisphère droit. Les hémisphères sont décomposés en lobe frontal, le cortex insulaire, le lobe limbique, lobe temporal, le lobe pariétal, lobe occipital, les structures sous-corticales et le cervelet. En bas, le tronc cérébral est également représenté entre les deux hémisphères. Au sein de ces lobes, chaque zone corticale est étiqueté avec une abréviation et une couleur propre lui est attribué. Cette couleur peut être utilisée pour désigner ces mêmes régions corticales dans d'autres figures, comme les surfaces parcellaires du cerveau dans l'image adjacente, de sorte que le lecteur puisse trouver les zones corticales correspondantes sur une surface géométriquement précise et voir exactement à quel point les régions connectées peuvent être disparates. À l'intérieur de l'anneau de surface corticale, les cercles concentriques représentent chacun des attributs différents des régions corticales correspondantes. De l'extérieur à l'intérieur, ces anneaux métriques représentent le volume de la matière grise, la surface, l'épaisseur corticale, la courbure ainsi que le degré de connectivité (la proportion relative de fibres initiant ou se terminant dans la région par rapport à l'ensemble du cerveau). À l'intérieur de ces cercles, des lignes relient les régions qui sont structurellement reliées. La densité relative (nombre de fibres) de ces connexions se reflète dans l'opacité des lignes, de sorte que l'on peut facilement comparer les différentes connexions et leur importance structurelle. L'anisotropie fractionnée de chaque connexion se reflète dans sa couleur.

Utilisation

Cartographie du cerveau 

Dans les années 2010, la recherche concentre ses efforts pour cartographier l'ensemble du cerveau humain et ses connexions. Dans ce contexte, il est devenu de plus en plus important de trouver des moyens de représenter graphiquement de grandes quantités de données impliquées dans la connectomique. La plupart des autres représentations du connectome utilisent trois dimensions et nécessitent donc une interface utilisateur graphique interactive. Le connectogramme permet d'afficher 83 régions corticales dans chaque hémisphère et afficher visuellement les zones structurellement connectées, le tout sur une surface plane. Il est donc commodément classé dans les dossiers des patients ou à afficher en version imprimée. Les graphiques ont été développés à l'origine à l'aide de l'outil de visualisation Circos.

Utilisation clinique 

Au niveau individuel, les connectogrammes peuvent être utilisés pour documenter le traitement des patients présentant des anomalies neuroanatomiques. Par exemple, les connectogrammes sont utilisés pour suivre la progression de la récupération neurologique des patients ayant subi une lésion cérébrale traumatique (TBI). Ils ont également été appliqués à Phineas Gage, un patient célèbre, pour estimer les dommages à son réseau neuronal (ainsi que les dommages au niveau cortical - l'objectif principal des études antérieures sur Gage).

Études empiriques 
Les connectogrammes peuvent permettre de représenter les moyennes des mesures corticales (volume de matière grise, surface, épaisseur corticale, courbure et degré de connectivité), ainsi que des données tractographiques, telles que les densités moyennes et l'anisotropie fractionnelle des connexions, pour des populations de toute taille. Cela permet une comparaison visuelle et statistique entre des groupes tels que les hommes et les femmes, des cohortes d'âge différentes ou des cohortes témoins et des patients en bonne santé. Certaines versions ont été utilisées pour analyser la répartition des réseaux dans des populations de patients  ou l'équilibre relatif entre les connexions interhémisphériques et intrahémisphériques.

Versions modifiées 
Il existe de nombreuses possibilités pour lesquels des mesures additionnelles peuvent être incluses dans les anneaux d'un connectogramme. Irimia et Van Horn (2012) ont publié des connectogrammes examinant les relations corrélatives entre les régions du cerveau. Ils ont également utilisé les diagrammes pour comparer la théorie des graphes et la connectomique. Certains ont été publiés sans les cercles internes des mesures corticales. D'autres variantes incluent des mesures additionnelles relatives aux réseaux neuronaux, qui peuvent être ajoutées comme anneaux additionnels à l'intérieur du connectogramme pour montrer illustrer la théorie des graphes, comme dans le connectogramme ci-contre :

Les régions et leurs abréviations

Dans la culture populaire 
Les connectogrammes auraient été une source d'inspiration pour le affichage tête haute style de Tony Stark casque de Iron Man 3.

Voir aussi 

 Connectome
 Connectomique
Human Connectome Projet
 Cartographie du cerveau
 Tractographie
Human Brain Project

Références

Bibliographie 

Bio-informatique
Neurophysiologie
Neurochirurgie
Les connectogrammes sont de les représentations graphiques de connectomique , le domaine d' étude dédié à la cartographie et à l' interprétation de toutes les connexions de fibre de matière blanche dans le cerveau humain . Ces graphiques circulaires basés sur de les données d' IRM de diffusion utilisent la théorie de les graphes pour représenter les connexions de la matière blanche et les caractéristiques corticales pour de les structures cérébrales simples , de les sujets ou de les populations . Structure Description Le connectogramme est une représentation graphique de la connectique cérébrale . Cette représentation a été proposée pour la première fois en Les représentations circulaires de les connexions sont utilisées dans un certain nombre de disciplines autre que la neurologie , parmi ces disciplines on peut citer la représentation de certains aspects de les épidémies , de les réseaux géographiques , les temps de la musique , de la diversité dans les populations d' oiseaux ou encore de les données de la génomique . Les connectogrammes sont de forme circulaire , la moitié gauche représentant l' hémisphère gauche et la moitié droite représentant l' hémisphère droit . Les hémisphères sont décomposés en lobe frontal , le cortex insulaire , le lobe limbique , lobe temporal , le lobe pariétal , lobe occipital , les structures sous-corticales et le cervelet . En bas , le tronc cérébral est également représenté entre les deux hémisphères . À le sein de ces lobes , chaque zone corticale est étiqueté avec une abréviation et une couleur propre lui est attribué . Cette couleur peut être utilisée pour désigner ces mêmes régions corticales dans d' autres figures , comme les surfaces parcellaires de le cerveau dans l' image adjacente , de sorte que le lecteur puisse trouver les zones corticales correspondantes sur une surface géométriquement précise et voir exactement à quel point les régions connectées peuvent être disparates . À l' intérieur de l' anneau de surface corticale , les cercles concentriques représentent chacun de les attributs différents de les régions corticales correspondantes . De l' extérieur à l' intérieur , ces anneaux métriques représentent le volume de la matière grise , la surface , l' épaisseur corticale , la courbure ainsi que le degré de connectivité ( la proportion relative de fibres initiant ou se terminant dans la région par rapport à l' ensemble de le cerveau ) . À l' intérieur de ces cercles , de les lignes relient les régions qui sont structurellement reliées . La densité relative ( nombre de fibres ) de ces connexions se reflète dans l' opacité de les lignes , de sorte que l' on peut facilement comparer les différentes connexions et leur importance structurelle . L' anisotropie fractionnée de chaque connexion se reflète dans sa couleur . Utilisation Cartographie de le cerveau Dans les années la recherche concentre ses efforts pour cartographier l' ensemble de le cerveau humain et ses connexions . Dans ce contexte , il est devenu de plus en plus important de trouver de les moyens de représenter graphiquement de grandes quantités de données impliquées dans la connectomique . La plupart de les autres représentations de le connectome utilisent trois dimensions et nécessitent donc une interface utilisateur graphique interactive . Le connectogramme permet d' afficherrégions corticales dans chaque hémisphère et afficher visuellement les zones structurellement connectées , le tout sur une surface plane . Il est donc commodément classé dans les dossiers de les patients ou à afficher en version imprimée . Les graphiques ont été développés à l' origine à l' aide de l' outil de visualisation Circos . Utilisation clinique À le niveau individuel , les connectogrammes peuvent être utilisés pour documenter le traitement de les patients présentant de les anomalies neuroanatomiques . Par exemple , les connectogrammes sont utilisés pour suivre la progression de la récupération neurologique de les patients ayant subi une lésion cérébrale traumatique ( TBI ) . Ils ont également été appliqués à Phineas Gage , un patient célèbre , pour estimer les dommages à son réseau neuronal ( ainsi que les dommages à le niveau cortical - l' objectif principal de les études antérieures sur Gage ) . Études empiriques Les connectogrammes peuvent permettre de représenter les moyennes de les mesures corticales ( volume de matière grise , surface , épaisseur corticale , courbure et degré de connectivité ) , ainsi que de les données tractographiques , telles que les densités moyennes et l' anisotropie fractionnelle de les connexions , pour de les populations de toute taille . Cela permet une comparaison visuelle et statistique entre de les groupes tels que les hommes et les femmes , de les cohortes d' âge différentes ou de les cohortes témoins et de les patients en bonne santé . Certaines versions ont été utilisées pour analyser la répartition de les réseaux dans de les populations de patients ou l' équilibre relatif entre les connexions interhémisphériques et intrahémisphériques . Versions modifiées Il existe de nombreuses possibilités pour lesquels de les mesures additionnelles peuvent être incluses dans les anneaux d' un connectogramme . Irimia et Van Hornont publié de les connectogrammes examinant les relations corrélatives entre les régions de le cerveau . Ils ont également utilisé les diagrammes pour comparer la théorie de les graphes et la connectomique . Certains ont été publiés sans les cercles internes de les mesures corticales . D' autres variantes incluent de les mesures additionnelles relatives à les réseaux neuronaux , qui peuvent être ajoutées comme anneaux additionnels à l' intérieur de le connectogramme pour montrer illustrer la théorie de les graphes , comme dans le connectogramme ci-contre \ : Les régions et leurs abréviations Dans la culture populaire Les connectogrammes auraient été une source d' inspiration pour le affichage tête haute style de Tony Stark casque de Iron Man Voir aussi Connectome Connectomique Human Connectome Projet Cartographie de le cerveau Tractographie Human Brain Project Références Bibliographie Bio-informatique Neurophysiologie Neurochirurgie