La quête du cerveau parl’image relève de défis

L’imagerie cérébrale confirme l’hypothèse d’une perception subliminale des mots.
En combinant l’IRM fonctionnelle et l’électroencéphalographie, on peut montrer
qu’un sous ensemble des régions impliquées lors du processus de lecture
conscient sont aussi activées de manière inconsciente lors de présentation
subliminale des mots.

scientifiques etCENTRE DE SACLAY

Comprendre le cerveau par l’imageDÉPARTEMENT DE XXXXXXXXXXX

Neurospin, centre de neuroimagerie en champ intense

DIRECTION DES SCIENCES DU VIVANT

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techniques majeurs dansun ensemble deIRM de diffusion de l’eau chez un patient atteint de cadasil (maladie génétique) montrant des anomalies
de la matière blanche cérébrale (collaboration SHFJ/Hôpital Lariboisière).

domaines : physique,mathématiques,informatique,neurosciences, sciences

Une nouvelle fenêtre sur le cerveau

humaines et sociales…

Une fraction croissante de la population des pays développés est touchée chaqueC’est dans ce cadre queannée par des affections neurologiques ou psychiatriques. Une meilleure

le CEA propose

compréhension du fonctionnement du cerveau humain aura un impact direct

NEUROSPIN pourd’abord dans le domaine de la Santé (neuroradiologie et imagerie médicale,neurologie, neurochirurgie, et psychiatrie, de l’adulte et de l’enfant…), mais aussi

concevoir, réunir etdans celui de la Société (communication entre individus, éducation, ergonomie…).

exploiter en Ile-de-FranceDans cette quête exploratoire, l’imagerie neurofonctionnelle a bouleversé les

un ensemble de grands

sciences du vivant. Elle détient aujourd’hui une place unique en permettant

instruments physiquesl’obtention d’informations in vivo et in situ sur le fonctionnement de tous lesdédiés à l’imagerie

organismes vivants, et ce, de manière non traumatique.

du cerveau.

Rendu 3D à partir d’un hémisphère cérébral
montrant quelques sillons et connexions.

Rendu 3D d’images IRM microscopie obtenue chezl’embryon de souris à 13,5 jours après conception(courtoisie R.Jacobs, Caltech).

Un plateau d’imagerie uniqueRepousser à l'extrême les limites actuelles de l'imagerie cérébrale, de la souris
à l’homme, par la Résonance Magnétique Nucléaire (R.M.N.) à très hautchamp magnétique, tel est l’objectif de NEUROSPIN. Ce centre, situé à SaintAubin (Essonne) dans l’enceinte du centre CEA de Saclay, disposera deressources

exceptionnelles

etd’outils

très

perfor mants(aimantsRendu à 3 dimensions à partir d’images IRM du cortex moteur et des structures centrales,ainsi que des connexions qui les relient.

supraconducteurs originaux, calculateurs puissants, laboratoires, équipesmultidisciplinaires).

Le CEA exploitera ce centre unique en étroite collaboration avec les autres
recherches, une mise en réseau des compétences et une optimisation desmoyens. 160 chercheurs, médecins, ingénieurs, techniciens, étudiants… sontattendus pour développer de nouveaux outils et de nouvelles méthodologies auservice de la santé.

Adonis Création - Crédit photo : ©CEA

organismes de recherche et les universités permettant une coordination desPour dépasser etrepousser à l’extrême leslimites actuelles deCENTRE DE SACLAY

La Résonance Magnétique Nucléaire à très haut champ

DÉPARTEMENT DE XXXXXXXXXXX

Neurospin, centre de neuroimagerie en champ intense

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l’imagerie, le CEA
s’engage dans laScanner IRM 1,5 T du service hospitalier Frédéric Joliot (SHFJ).

construction d’un plateau
technique où seront

Un outil d’analyse performant

développés et utilisés des

La RMN fait appel aux propriétés magnétiques des noyaux des molécules. Elleutilise un aimant avec un champ magnétique élevé et homogène ainsi qu’unéquipement électronique et informatique spécialisé. Déclinable selon plusieurs
modalités (spectroscopie, imagerie anatomique ou fonctionnelle…), la RMN
permet d’accéder à un grand nombre de molécules et de paramètres physiques
différents de manière non traumatique et sans utilisation d’isotopes radioactifs.
Traduisant de très faibles aimantations des tissus, elle permet l’observation, entrois dimensions et avec une grande précision, d’organes profonds et opaquesavec une sensibilité d’autant plus grande que le champ magnétique augmente.

outils d’imagerie d’unepuissance à ce jourinégalée. La technique
physique choisie est la
Résonance Magnétique
Nucléaire (RMN).

Aimant 3 T installé au service hospitalier Frédéric Joliot (SHFJ).

Spectre RMN du cerveau révélant la présence de nombreux complexes chimiques impliqués dansle fonctionnement cérébral (neurotransmetteurs, métabolites). Spectre obtenu chez l’homme)
à 7 T (courtoisie Dr Tkac, CMRR, Minneapolis).

Un défi technologique
Aujourd’hui, la plupart des systèmes d’imagerie par RMN (ou IRM) installésdans les hôpitaux fonctionnent à des champs inférieurs ou égaux
à 1,5T. Le développement de protocole de recherche plus ambitieux exige
des appareils à plus haut champ (au delà de 3T).

Pour relever ce défi technologique, plusieurs modalités d'imagerie
par résonance magnétique nucléaire (RMN) en champ intenseéquiperont NEUROSPIN :Scanner IRM du service hospitalier Frédéric Joliot (SHFJ).

• un système 3T pour les études cliniques (volontaires, patients),• un système très haut champ (>10T) pour les études chez l’homme,• un système très haut champ (>10T) pour les études pré-cliniques,Au cœur des appareils RMN développés, des aimants de champs
magnétiques élevés et homogènes seront réalisés à partir de matériaux« supraconducteur » refroidis dans l’hélium liquide. Un savoir-faire deséquipes de la Direction des Sciences de la Matière du CEA qui contribuent
à l’équipement des accélérateurs de particules du CERN.

Adonis Création - Crédit photo : ©CEA

• un système très haut champ (>17T) pour les études chez la souris.

acteurs méthodologiques

Un grand instrument pour les neurosciences

et neurobiologistes duCes méthodologies permettront de mieux comprendre le fonctionnement
du cerveau humain ainsi que ses anomalies de développement et ses
dysfonctionnements. Son équipement ainsi que ceux des centres
existants à proximités (Service Hospitalier Frédéric Joliot) positionneront
confor tablement l’Europe face aux réalisations similaires en coursd’autres institutions prestigieuses comme les NIH ou le complexe
Har vard-MIT aux USA. A vocation nationale et inter nationale,
NEUROSPIN par ticipera à la constitution d’un centre d’excellence
européen dont l’un des pôles français avait été proposé par le Ministèrede la Recherche, en région Île-de-France.

plus haut niveau
international, afin dedévelopper les outils etles modèlesindispensables pourl’exploration du cerveau
par l’imagerie, telle est

CENTRE DE SACLAY

Un centre unique à vocation internationaleRéunir en un même lieu

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l’originalité deNEUROSPIN.
N118PARIS06

D944(Bicêtre)(Fontenay-aux-Roses)

INRA

6A8(Jouy-en-Josas)
36

6

CEA (Saclay)
NEUROSPIN

N306
N 118

7

D 11

N 446

DCIERMCEA

A6A 86DD 36

SHFJ (Orsay)

École Polytechnique(Palaiseau)

Université Paris Sud(Gif-sur -Yvette)(orsay)A6

CNRSSupelec

Site pressenti pourl’implantation deNEUROSPIN (CEA Saclay
commune de Saint Aubin).

Un regroupement régional des ressources
Partie intégrante du CEA de Saclay à proximité de l’Institut National des Sciences etTechniques Nucléaires, NEUROSPIN s’inscrit dans la complémentarité méthodologique duService Hospitalier Frédéric Joliot (SHFJ) à Orsay où se trouve déjà implanté un plateau
technique d'imagerie radioisotopique unique en Europe. Leur proximité géographique et leurgestion par le même organisme, constituent des atouts considérables.

La proximité d’autres organismes parmi lesquels le campus universitaire d’Orsay, leslaboratoires CNRS de Gif-sur-Yvette (en particulier en neurosciences et RMN), l’institutd’Optique, les partenariats construits de longue date au sein du SHFJ entre le CEA, le CNRS,l’Inserm, l’Assistance Publique des Hôpitaux de Paris (AP-HP), les Universités (Paris XI etParis V notamment),les grandes écoles d’ingénieurs (ENST, Polytechnique, ENS, Supélec,Centrale…), fédèrent compétences humaines et ressources techniques.

Implanté près du synchrotron du projet SOLEIL, le nouveau Centre bénéficiera desinfrastructures prévues (dessertes, hébergement...) pour l’accueil d’étudiants, de chercheurs,de nouvelles équipes de recherche ou pour l’implantation d’industriels intéressés par sesactivités. NEUROSPIN devrait permettre des prises de brevets, des transferts vers l’industrieet le développement de PME répondant aux besoins émergents en imagerie.

Adonis Création - Crédit photo : ©CEA/Studio Pons,©CEA/DSV, ©CEA/Leti

Le service hospitalier Frédéric Joliot à Orsay.

L’art architectural au service de la physique

L’architecture deCENTRE DE SACLAYNeurospin, centre de neuroimagerie en champ intenseDÉPARTEMENT DE XXXXXXXXXXXDIRECTION DES SCIENCES DU VIVANT

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NEUROSPIN sera l’œuvre
de Claude VASCONI,
auteur de projets tels quele « Corum » deMontpellier, le palais descongrès de Reims, lecentre « Paris-Berlin » àBerlin, la chambre decommerce et la banqueinternational duLuxembourg.

L’ensemble du bâtiment, conçu pour stimuler les échanges et la créativité, atteindra une
surface totale de 8 500 m2 et sera séparé en deux parties distinctes par une galerie. D’uncôté seront situés les laboratoires et les aimants disposés dans des enceintes
magnétiquement confinées. De l’autre côté, se trouveront les bureaux et de grands espacesd’échanges et de réunions de travail.

Une attention particulière a été
donnée à la structure des salles qui
abriteront

lesaimants:

uneconception originale à la frontière dela physique et de l’art architectural.

Egalementéquipéd’une

zone

d’exposition, d’une bibliothèque et desalles de conférences pour l’accueil
de nombreux visiteurs et d’équipes
derecherche,appeléà

NEUROSPIN

devenir,

dansestlesprochaines années, une référence
européenne dans le domaine de la

Claude VASCONI a choisit d’associer des volumes
simples à la géométrie fluide et flexible, faite decourbes et de contre-courbes. La façade Est vitréecontraste avec la façade Ouest composée d’arches
métalliques, donnant une véritable signature «ondulatoire », rappelant la nature du projet
NEUROSPIN.

Adonis Création - Crédit photo : ©CEA/Studio Pons,©CEA/DSV, ©CEA/Letirecherche en neuroimagerie.