Détecter la schizophrénie gr?ce à des modèles mathématiques

"Les patients atteints de maladies mentales sont aujourd'hui plus ou moins traités selon le principe des 'essais et erreurs'", explique Klaas Enno Stephan, professeur à l'Institut de recherche sur la santé mentale (IRSM). Institut de technique biomédicale. La raison : pour reconna?tre et diagnostiquer les souffrances psychiques, on ne dispose aujourd'hui généralement que de questionnaires standardisés. Ceux-ci ne suffisent toutefois pas à déterminer par exemple les différents sous-types d'une maladie. C'est pourquoi - contrairement aux maladies physiques, où des tests sanguins par exemple permettent de clarifier les causes - il n'est généralement pas possible de diagnostiquer correctement les maladies psychiques du premier coup et de traiter les patients de manière ciblée. Il faut souvent attendre de nombreux mois avant de trouver une thérapie efficace à laquelle ils répondent.

Des chercheurs du groupe de Stephan, menés par Kay Brodersen et en coopération avec l'h?pital Charité de Berlin, présentent aujourd'hui une approche qui devrait permettre de remédier à cette situation et contribuer à un diagnostic plus précis des maladies psychiques à l'avenir. Concrètement, les scientifiques montrent qu'il est possible, à l'aide d'un modèle mathématique de l'activité cérébrale, de distinguer les sujets atteints de schizophrénie de ceux qui ne le sont pas et de répartir les patients schizophrènes en sous-groupes.

Test basé sur les mathématiques

Le "modèle mathématique simple" qui rend cette différenciation possible, selon Stephan, analyse des images du cerveau actif produites par imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf). Sur cette base, il calcule l'intensité du couplage entre trois régions cérébrales sélectionnées. Ces calculs déterminent l'intensité de la communication entre ces régions et doivent permettre de tirer des conclusions sur la nature et la gravité de la maladie des patients schizophrènes.

Pour tester leur modèle, les scientifiques ont demandé à 41 patients atteints de schizophrénie et à un groupe de contr?le de 42 volontaires sains de regarder des images et de les mémoriser. Pendant cette t?che de mémoire de travail, les chercheurs ont enregistré l'activité cérébrale des sujets. En effet, "la mémoire de travail est un indicateur simple de la performance cognitive et elle est souvent fortement altérée chez les patients schizophrènes", explique Stephan.

Il s'est avéré que les forces de couplage entre les trois zones cérébrales étudiées différaient nettement lorsque les sujets de contr?le et les patients étaient comparés. A l'aide du modèle des chercheurs, les patients schizophrènes eux-mêmes ont pu être répartis en trois groupes avec des schémas d'activité cérébrale différents. Surprise : en comparant avec les sympt?mes cliniques - qui n'avaient pas encore été pris en compte dans l'analyse - il s'est avéré que les trois groupes trouvés représentaient effectivement différents degrés de gravité de la schizophrénie.

De nouvelles voies pour la psychiatrie

L'équipe de Stephan a ainsi pu montrer que la méthode fonctionne dans la réalité et que les modèles mathématiques pourraient être utilisés comme méthode de test pour un diagnostic plus précis des maladies mentales. "La mémoire de travail s'est également révélée être une caractéristique pertinente et un indicateur approprié pour les sous-groupes de schizophrénie", constate Stephan.

Le modèle actuel n'est toutefois qu'un premier pas dans cette direction. Il est encore loin d'être prêt à être utilisé dans la pratique. D'autres études sont encore nécessaires avant d'en arriver là. "Il manque notamment des tests avec des patients qui ne prennent pas encore de médicaments au moment de l'étude et pour lesquels les chercheurs peuvent suivre au fil du temps comment la maladie évolue, quels médicaments aident et si les prédictions du modèle sur l'évolution de la maladie se réalisent", explique Stephan. "Notre groupe existe pour construire et tester de tels modèles. Beaucoup de ces modèles échoueront, mais certains fonctionneront et nous espérons que cela permettra à la psychiatrie d'explorer de nouvelles voies", conclut Stephan.