En un coup d’œil
Le cerveau humain ne possède pas de récepteurs à la douleur, ce qui permet de réaliser certaines interventions en état d’éveil.
La chirurgie éveillée repose sur la cartographie fonctionnelle en temps réel du cerveau, spécifique à chaque individu.
Cette technique a démontré que les fonctions cognitives ne sont pas localisées dans des zones fixes mais réparties sur des réseaux neuronaux dynamiques.
La perception du cerveau avec des fonctions strictement délimitées résiste encore dans les amphithéâtres des facultés de médecine. Pourtant, une pratique née au croisement de la neurochirurgie et des sciences cognitives a ouvert une brèche dans ce schéma hérité du XIXe siècle. Opérer un cerveau pendant que le patient parle, bouge ou joue du violon, est une méthode thérapeutique aujourd’hui éprouvée. Il s’agit également d’une porte d’entrée concrète vers une compréhension renouvelée du cerveau humain.
Cartographier le cerveau pendant l’intervention
Le principe de la chirurgie éveillée repose sur une donnée peu connue : le cerveau ne ressent pas la douleur. Cela offre aux neurochirurgiens la faculté de réveiller le patient une fois la boîte crânienne ouverte, afin d’évaluer les fonctions cognitives lors de l’intervention. Les stimulations électriques envoyées dans le cortex créent des interruptions temporaires. Si une zone touchée provoque une difficulté de mouvement ou de langage, elle est marquée, puis contournée. Chaque cerveau possède sa propre cartographie !
Cette technique, réintroduite en France au début des années 2000 par le neurochirurgien Hugues Duffau, s’appuie sur les travaux de son mentor américain George Ojemann. Les tests préalables à l'intervention portent autant sur les fonctions affectées par la tumeur, que sur celles liées aux activités du patient : un interprète n’engagera pas les mêmes fonctions qu’un sculpteur. Cette ingéniosité permet ainsi de retirer une partie de la tumeur en accédant à des régions autrefois jugées inopérables et ce, sans altérer les fonctions que le patient mobilise dans ses activités. C’est ainsi que l’on a pu observer des vidéos d’interventions, dans lesquelles jouaient des musiciens : violon, guitare.
Un modèle cérébral remis en cause
Les résultats obtenus avec la chirurgie éveillée contredisent une théorie dominante depuis plus d’un siècle : celle du localisationnisme. Selon cette conception, chaque fonction cognitive serait associée à une aire précise du cerveau. La parole, par exemple, aurait son siège dans la fameuse « aire de Broca ». Pourtant, des ablations ciblées, guidées par cartographie per-opératoire, ont montré que certaines zones pouvaient être retirées sans provoquer de déficit durable : le cerveau est doté d’une grande adaptabilité, « la plasticité cérébrale ». De même, certains patients ayant subi de graves altérations lors d’un accident ont pu retrouver partiellement ou totalement leurs facultés avec le temps.
Le saviez-vous ? Il a été rapporté quelques cas de patients ayant développé des capacités hors normes suite à un accident. Par exemple, Derek Amato est devenu un véritable virtuose du piano (syndrome du savant musical acquis) après un traumatisme crânien !
En s’appuyant sur de nombreux cas suivis en chirurgie éveillée, Hugues Duffau et son équipe ont ainsi démontré que les fonctions supérieures dépendent d’un enchevêtrement de réseaux distribués. Ces réseaux sont reliés par des faisceaux de substance blanche, dont certains semblent partagés par tous (le « cerveau minimal commun »), tandis que d’autres varient d’un individu à l’autre.
Cette découverte rend obsolète tout schéma unique du cerveau humain, remettant en cause certaines pratiques chirurgicales actuelles, notamment pour les tumeurs : les risques d’altération d’une zone délicate sont amplifiés en l’absence de cartographie du cerveau, étant donné que cela revient à opérer « à l’aveugle ».
Plus la localisation de la tumeur est sensible et les risques élevés, plus le choix de la technique de chirurgie éveillée est judicieux.
Plasticité cérébrale et temporalité médicale
La chirurgie éveillée a alors fait apparaître un fait longtemps sous-estimé : la plasticité cérébrale. Contrairement aux dogmes passés, le cerveau reste capable, dans certaines conditions, de réorganiser ses réseaux, de transférer une fonction d’un hémisphère à l’autre et de mobiliser des circuits jusque-là « dormants ». Ce potentiel de réorganisation peut se déployer à une échelle de quelques années, voire quelques mois.
Bien que la technique soit très prometteuse, la chirurgie éveillée reste une intervention délicate, qui nécessite une formation spécifique et un calibrage minutieux des zones à préserver. Certaines fibres profondes, en particulier celles impliquées dans la connectivité inter-régionale, ne peuvent être sacrifiées sans perte fonctionnelle et leur atteinte peut provoquer des troubles irréversibles.
La stratégie consiste alors à pousser l’exérèse aussi loin que possible, mais sans franchir ces limites ! Et si nécessaire, de renouveler l’intervention quelques années plus tard. C’est ainsi un équilibre continuel entre l’ambition thérapeutique, le respect de l’organisation neuronale et la plasticité cérébrale.
Pour Approfondir
Hugues Duffau, L’erreur de Broca. Exploration d’un cerveau éveillé, Michel Lafon, 2016.
Guillaume Herbet et al., Mapping neuroplastic potential in brain-damaged patients, Brain, 2016.
Hugues Duffau, The Huge Plastic Potential of Adult Brain and the Role of Connectomics, Cortex, 2014.
CNRS (vidéo), Notre cerveau en super résolution, Reportage, 2024.