La crise d'épilepsie traduite en équation mathématique

Une équipe française a montré que les crises d'épilepsie suivent des règles mathématiques simples, et qu'il en existe 16 types différents.

Aussi étonnant que cela puisse paraître, l'Homme n'est pas le seul à subir des crises d'épilepsie : la souris, le poisson-zèbre ou encore la mouche peuvent également en subir ! Et les crises d'épilepsie suivent des règles mathématiques simples et conservées à travers ces espèces : c'est ce que viennent de découvrir des chercheurs français de l’Institut de Neurosciences des Systèmes (Inserm). Leurs résultats sont publiés dans la revue Brain.

"Le modèle mathématique prédit l’existence de 16 types de crises d'épilepsie, ce qui permet de classer rigoureusement les crises, explique Christophe Bernard, principal auteur de l'étude, dans un communiqué. Une classification qui sera très utile aux cliniciens pour le traitement de ces crises et la recherche de nouveaux médicaments."

PROBABILITÉ.

Tout cerveau sain peut faire une crise d'épilepsie (après un traumatisme crânien, un électrochoc..) : la crise d’épilepsie est une forme d’activité neuronale qui est encodée dans tout cerveau sain, mais qui ne s’exprime que dans situations pathologiques. Dans un cerveau "sain", la probabilité qu'elle se produise est très faible.

MÉTAPHORE.

Pour comprendre ce qu'est une crise d'épilepsie, les chercheurs français établissent une métaphore : "représentons-nous l’activité du cerveau au moyen d’un personnage qui se déplace dans un pays composé de montagnes, de vallées, de plaines, de plages etc. Les différentes régions du pays constituent autant d’activités dans lesquelles le cerveau est engagé (par exemple, lire un livre, faire du vélo etc.). Au sein de ce pays, il y a un endroit très particulier : une zone interdite entourée d’une très haute barrière. Cette zone interdite est toujours là, elle fait partie du paysage, mais notre personnage ne peut pas y pénétrer. Cette zone interdite, c’est la crise d’épilepsie. Il faut des conditions extrêmes pour rentrer dedans – comme par exemple après un électrochoc."

MODÈLE.

En combinant neuroscience théorique, recherche fondamentale et clinique, l'équipe de Christophe Bernard a donc élaboré un modèle mathématique décrivant ce qui se passe à partir du moment où la barrière est franchie (correspondant au début de la crise) jusqu’au moment où le personnage finit par ressortir de la zone interdite (correspondant à la fin de la crise) et retrouve une activité normale à l’extérieur.

La forme d'activité la plus primitive ?

Selon leurs résultats, les trajectoires d’entrée et de sortie de la crise suivent des règles mathématiques simples et précises. De plus, la crise est peut-être la forme d’activité la plus primitive (car simple) que le cerveau peut générer.

En utilisant une base de données internationale, les chercheurs ont ensuite vérifié expérimentalement les prédictions du modèle mathématique, en analysant les crises enregistrées chez différentes espèces, y compris chez l’Homme. Ils ont pu ainsi montrer que les règles d’entrée et de sortie de la crise étaient invariantes de la mouche à l’Homme. C’est donc la même zone interdite qui est présente dans la plupart des régions du cerveau à travers les espèces.

Source : Sciences et Avenir