Christian Casanova

Le directeur du Laboratoire de physiologie visuelle de l’École d’optométrie vient de terminer l’installation d’un système d’imagerie optique qui servira à des travaux sur le fonctionnement du cerveau des mammifères.

Le Imager 3001F enregistre des modifications de concentration d’oxygène dans le sang et fournit des images des zones du cortex activées au cours d’une tâche. Autrement dit, on peut voir en temps réel et avec une grande précision l’activité des neurones.

«Aucun système comparable n’est disponible à l’Université ni dans les autres établissements québécois, affirme Christian Casanova. Cet équipement permettra de développer une nouvelle expertise peu présente au Canada en plus d’offrir un environnement novateur pour la formation des étudiants.»

Grâce à cet appareil d’une valeur de 250 000 $, le neurophysiologiste expérimentera diverses pistes de recherche afin de mieux comprendre le système visuel de l’animal, qui accapare une bonne partie des activités du cerveau. «J’ai plusieurs projets. Certains ont pour thème l’étude du fonctionnement normal du cerveau, mais d’autres porteront sur les effets de lésions cérébrales et la contribution de nouvelles connexions dans les fonctions visuelles résiduelles. Le Laboratoire sera très occupé, croyez-moi.»

Le professeur Casanova travaillera également de concert avec d’autres chercheurs de l’Université afin de mettre au jour de nouvelles avenues de recherche, notamment sur les effets de la privation de certains neurotransmetteurs et l’impact de certaines toxines comme le méthanol et le mercure. «Les applications de cette technique sont très nombreuses et les résultats qui découleront de ces études auront une incidence non seulement sur nos connaissances quant aux mécanismes normaux du cerveau mais aussi sur les physiopathologies engendrées par l’utilisation de drogues ou par la privation de certains neurotransmetteurs», résume-t-il.

Le seul système d’imagerie optique du genre au Québec

Durant de nombreuses décennies, les chercheurs ont eu recours à deux méthodes pour étudier les fonctions cognitives (par exemple l’attention ou la perception) et leurs rapports avec le cerveau : l’étude des cellules nerveuses et l’analyse de l’activité générale par potentiels évoqués, comme l’encéphalogramme. Ces méthodes ont permis d’innombrables découvertes, mais comportaient aussi leurs limites. «Elles peuvent difficilement fournir des renseignements relatifs aux changements globaux de l’architecture fonctionnelle des aires corticales qui surviennent entre autres lors d’une privation sensorielle ou d’une modification dans la région d’un neurotransmetteur», explique Christian Casanova.

Récemment, de nouvelles techniques d’imagerie cérébrale, dont l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle et la tomographie par émission de positrons, ont permis de visualiser l’activité du cerveau normal et physiopathologique chez l’être humain. Ces procédés remarquables ont toutefois une faible résolution temporelle et spatiale et ne sont généralement pas accessibles aux chercheurs qui travaillent avec un modèle animal.

La technique d’imagerie optique a été mise au point pour le modèle animal et permet l’acquisition de données sous la forme de cartes d’activité cérébrale en temps réel, indique M. Casanova. «Cette technique, basée sur la lumière, révèle avec justesse les changements globaux dans l’architecture fonctionnelle du cortex, puisque l’activité d’une grande surface corticale, et donc d’un large bassin de cellules, peut être directement visualisée et analysée.»

L’appareil du professeur Casanova, qui a été installé dans une salle climatisée à accès et luminosité contrôlés, est le seul système actuellement disponible permettant deux approches particulières. La première consiste à mesurer les changements des propriétés optiques du cortex en fonction du temps, c’est-à-dire à mesurer les changements d’absorbance du cortex qui résultent de l’activité cérébrale; la seconde nécessite l’utilisation de colorants sensibles au voltage et permet en quelques microsecondes de voir les changements membranaires grâce aux modifications de fluorescence.

Le neurophysiologiste a fait l’acquisition de ce système d’imagerie très performant grâce à une subvention du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, du Fonds de l’aide aux chercheurs, du Fonds de la recherche en santé du Québec et de l’Université de Montréal.

Dominique Nancy