Mesure de la connectivité dans la voie visuelle primaire en albinisme humaine Utilisation Diffusion Tensor Imaging and Tractography

L'albinisme est une maladie génétique caractérisée principalement par hypopigmentation manifeste observé chez les individus affectés. Elle est causée par des mutations héréditaires de gènes impliqués dans la synthèse de la mélanine ^1. Albinisme apparaît sous deux formes principales: albinisme oculo-cutané (OCA), un trait récessif autosomique présentant des caractéristiques à la fois oculaires et cutanées; et albinisme oculaire (OA), un trait lié à l'X plus répandue chez les hommes et caractérisé principalement par les symptômes oculaires ^2. Mélanine dans l'épithélium pigmentaire rétinien (EPR) est crucial pour le bon développement de la voie visuelle centrale. Son absence dans l' albinisme se traduit donc par une déficience visuelle, y compris la photophobie, nystagmus, acuité visuelle réduite et la perte de la vision binoculaire ^2-3. L' acuité visuelle a été liée à la morphologie de la fovéa, qui est modifiée dans l' albinisme ^4. Chez l'homme, une ligne rétinienne de entrecroisement se trouve le long de la frontière nasotemporal par la fovéa, avec des fibres de la rétine nasaletraversée vers l'autre hémisphère et ceux de la rétine temporelle étendant ipsilatérale. Le degré de la fonction visuelle réduite albinisme a été lié au niveau de l'hypopigmentation. Plus précisément, la pigmentation est inversement proportionnelle au décalage dans la rétine temporelle de la ligne de decussation ^5. En conséquence du décalage dans la ligne de entrecroisement dans la rétine temporelle, croisement des fibres du nerf optique est augmentée – une caractéristique commune à travers toutes les espèces ^3.

Des études d'IRM structurelles sur l' homme ont montré plus étroites chiasmes optiques dans l' albinisme par rapport aux témoins, ce qui est probablement le résultat de l' augmentation de traversée de RGC observées dans l' albinisme ^6-8. La rétine et chiasma optique expriment des signaux de guidage axonal tels que les récepteurs de la famille Eph et leurs ligands ⁹ et sont donc des sites candidats pour misrouting ^10.

Une étude sur des singes avec le glaucome induit a révélé une importante décembrerease dans le nombre de neurones de relais parvalbumin-immunoréactive LGN et le volume LGN ^11. Ceci suggère une corrélation entre la taille de LGN et le nombre de la matière blanche (WM) des trajectoires de déplacement à travers le OU à V1. Une étude post mortem sur l' albinisme humaine a également révélé plus petit LGN avec fusionnés M et P couches ^12. Haute résolution IRM structurelle confirme une réduction significative du volume de LGN dans albinisme ^8. Pris ensemble, ces résultats suggèrent que la diminution du volume LGN peut entraîner une réduction du nombre de neurones dans le LGN, et à son tour une diminution de la connectivité entre les LGN et V1.

Examiner les modèles de connectivité anatomique chez l'homme a été limitée. Dissection, injection de traceur et induction de la lésion sont des techniques invasives qui ne peuvent être utilisés post-mortem, et impliquent généralement un très petit nombre de patients. Des études antérieures utilisant carbocyanine teignent injections DiI ont démontré la connectivité neuronale entre V1 et V2 (secondaire c visuelleortex) ^13, ainsi que dans le complexe hippocampique en post-mortem de cerveaux humains aldéhyde fixe ^14. Fibres d'étiquetage de cette manière est limitée à des distances de quelques dizaines de millimètres du point d'injection ^14. imagerie du tenseur de diffusion, DTI, est une modalité IRM développée au début des années 1990-milieu pour identifier la direction des voies de la fibre et de l'organisation. Elle est une méthode non invasive qui permet de cartographier des grandes voies de MW dans le cerveau vivant. DTI est sensible à la diffusion des molécules d'eau dans les tissus biologiques ^15. Dans le cerveau, la diffusion de l'eau est anisotrope (inégale) en raison d'obstacles tels que les membranes et la myéline. WM a une grande diffusion anisotropie, ce qui signifie la diffusion est plus parallèle à que perpendiculairement à l'orientation des fibres ^16. anisotropie fractionnelle (FA) est une grandeur scalaire décrivant la préférence des molécules à diffuser de manière anisotrope. Les valeurs FA vont de 0-1, de bas en haut anisotfilants (liquide céphalo – rachidien (LCR) <matière grise (GM) <WM) ^16.

Rationaliser (déterministe) et suivi de la fibre probabiliste sont deux algorithmes différents pour la reconstruction du chemin 3D. tractographie déterministes utilise une méthode de propagation de la ligne reliant voxels voisins dans une région de semences définie. Deux critères d'arrêt utilisés dans cet algorithme sont l'angle de braquage et la valeur FA. Par conséquent, les voies de traçage entre voxels voisins est peu probable que les grands angles de braquage. L'algorithme serait donc progresse également que si la FA dans un voxel dépasse un certain seuil, ce qui limite son efficacité dans la définition précise des voies près de la matière grise, où anisotropie gouttes. Tractographie probabilistes, d'autre part, donne une carte de connectivité décrivant la probabilité d'un voxel à faire partie d'un tube entre deux régions d'intérêt (ROI) et progresse dans la matière grise tels que V1 ¹⁷ ainsi. En utilisant cette application IRM, structures clés WM comme leOu peuvent être délimitées, comme illustré dans les études précédentes ^18-20.

Cette étude utilise donc des données de diffusion et tractographie pour explorer l'effet de misrouting axonale sur la connectivité rétino-geniculo-corticale. Sur la base des réductions précédemment rapportées dans des volumes LGN dans l' albinisme humaine ^8, nous prévoyons que les projections de fibres de LGN à V1 sont également réduits (Figure 1).