Le cœur, métronome du cerveau en coma

La capacité du cerveau à intégrer les signaux internes du corps avec des stimuli externes est essentielle pour notre survie. Une récente étude dirigée par Marzia De Lucia au Département des neurosciences cliniques du CHUV, avec la collaboration de Sophie Schwartz, professeure au Département des neurosciences fondamentales de la Faculté de médecine de l'UNIGE, révèle que ce mécanisme persiste même en état de coma. Des résultats étonnants à découvrir dans la revue PNAS.

La connexion entre le cœur et le cerveau joue un rôle essentiel dans l’interprétation des sons provenant de l’environnement, même en état de coma (© DNC/CHUV – image créée par IA)

Notre corps et notre cerveau sont en constante interaction. Ce dialogue est crucial pour réagir aux signaux émis par nos organes, mais aussi pour interpréter les stimuli issus de notre environnement. Mais comment cette connexion vitale fonctionne-t-elle, et comment est-elle maintenue en l'absence de conscience ? Ces questions demeurent encore ouvertes. Une nouvelle recherche montre que les battements du cœur y jouent un rôle clé: ils guident le cerveau des personnes dans le coma en traitant les sons provenant de l’extérieur. L’étude a été dirigée par Marzia De Lucia du Département des neurosciences cliniques du CHUV et du Centre d’imagerie biomédicale, MER et privat-docente à la Faculté de biologie et de médecine de l’UNIL, en collaboration avec Sophie Schwartz, professeure ordinaire au Département des neurosciences fondamentales de la Faculté de médecine de l'UNIGE, et plusieurs hôpitaux suisses.

En utilisant l’électroencéphalographie (EEG), les scientifiques ont enregistré les réponses cérébrales de patient-es en état comateux exposé-es à des séquences de sons simples – des bips. Ces sons étaient soit synchronisés avec les battements du cœur, soit délivrés de manière indépendante. Les résultats: même sans conscience, le cerveau continue de s’appuyer sur les battements du cœur pour mieux traiter les sons venant de l’extérieur. «Les battements agissent comme une sorte d’horloge interne, qui aide le cerveau à anticiper les informations sensorielles auditives», explique Marzia De Lucia. Cette intégration des signaux aide donc le cerveau à interpréter des sons émanant de l’environnement; elle est essentielle pour identifier de potentiels dangers. «Il s'agit d'un système de surveillance intégré, capable de détecter les changements et les menaces, même en l’absence de conscience.»

De plus, la synchronisation entre le cœur et le cerveau pourrait prédire les chances de récupération des personnes en état d’inconscience: plus la connexion entre les battements cardiaques et le traitement des sons est forte, plus les chances de se réveiller sont élevées. «Nos résultats non seulement améliorent notre compréhension de la conscience et de la perception, mais ils ouvrent également de nouvelles voies pour diagnostiquer et soigner les patient-es en état de coma», se réjouit la chercheuse.

Même mécanisme pendant le sommeil

« Ces résultats reflètent une collaboration très fructueuse entre nos équipes à l’UNIGE et au CHUV », ajoute Sophie Schwartz. « Nous avons également testé l'impact des signaux internes du corps — battements cardiaques ou respiration — sur le traitement des sons parvenant de l’extérieur pendant le sommeil. Nous avons ainsi pu démontrer que les mêmes mécanismes à l’œuvre chez les personnes dans le coma le sont également chez chacun-e d'entre-nous, lorsque notre cerveau est dans un état modifié mais normal tel que le sommeil. » Cette recherche est à découvrir dans Communications Biology. 

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