Connectogramme

Dans les années 2010, la recherche concentre ses efforts pour cartographier l'ensemble du cerveau humain et ses connexions[7] - [8]. 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[1]. 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[9].

Connectogram, typique de ceux en usage clinique, représentant estimée de connexion des dommages dans Phineas Gage, qui, en 1848, a survécu à une grande barre de fer propulsés par le biais de son crâne et le cerveau. Le connectogram affiche uniquement les connexions qui ont été estimées à être endommagé.

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)[10]. 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)[11].

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[12], 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 [13] ou l'équilibre relatif entre les connexions interhémisphériques et intrahémisphériques[14].

Connectogramme d'un sujet de contrôle en bonne santé, incluant 5 mesures nodales supplémentaires non incluses dans le connectogramme standard. De l'extérieur vers l'intérieur, les anneaux représentent la région corticale, le volume de matière grise, la surface, l'épaisseur corticale, la courbure, le degré de connectivité, la force des nœuds, la centralité intermédiaire, l'excentricité, l'efficacité nodale et la centralité des vecteurs propres. Entre le degré de connectivité et la force du nœud, un cercle vide a été ajouté en tant qu'espace réservé.

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[15]. Certains ont été publiés sans les cercles internes des mesures corticales[16]. D'autres variantes incluent des mesures additionnelles relatives aux réseaux neuronaux[17], 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 :