RESUME

Introduction

Les objectifs de ce travail étaient de décrire l’anatomie du faisceau longitudinal supérieur. Munis de ces connaissances anatomiques, sont discutées les implications à l’IRM en tenseur de diffusion, à la compréhension des aphasies, et à la chirurgie péri-insulaire.

Méthodes

Une vingtaine d’hémisphères de cerveaux d’adultes non pathologiques ont été disséqués par la méthode de Klingler. Les encéphales entiers prélevés ont été fixés dans du formol à 5 % pendant trois jours puis congelés pendant 10 jours et décongelés. Après quoi les fibres blanches des hémisphères ont été disséquées.

Résultats

Nos dissections ont permis de décrire l’anatomie du faisceau longitudinal supérieur et ses rapports. Ces différentes structures anatomiques semblent se concentrer dans des régions anatomiques : l’aire de Broca et celle de Wernicke

Conclusion

La technique de dissection des fibres blanches selon la méthode de Klingler permet de comprendre la tractographie. La connaissance anatomique intégrée aux autres moyens permet d’envisager un geste chirurgical dans la région péri-insulaire en toute sécurité.

Mots clés: faisceau longitudinal supérieur/fibres blanches/ tractographie /anatomie neurochirurgie

ABSTRACT

Introduction

The aims of the work are to describe the anatomy of the superior longitudinal fascicle. And with those anatomic knwoledge, we dicuss its implications in aphasia MRI diffusion tensor and periisular surgery.

Methods

Twelve adults cerebral hemispheric without any disease were dissected according of the Klingler‘s fiber technique dissection. All the brain is taken and fixed in formalin solution at 5 % during three days and then frozen within 10 days and unfrozen. After that white matter may be dissected .The basilar artery was ligated and used to suspend each brain in the formalin solution so that the brain would maintain its normal morphology.

Results

These dissections were useful to describe morphologic anatomy and its relationships with another fibers and with cerebral cortical particularly with language areas. The others fibers as pyramidal tract, the inferior occipito temporo frontal fascicle, uncinate fascicle and forceps minor of callosum corpus body. All these fibers were concentrated under two regions: Broca‘s area speech and Wernicke area.

Conclusion

The technique of fiber dissection according to Klingler method must be useful to understand fiber’s tracking. Our anatomy knowledge is useful to help us in performing surgery of an eloquent region with a security.

Keywords: superior longitudinal fascicle, white matter, anatomy /tractography /neurosurgery

INTRODUTION

Le faisceau longitudinal supérieur est considéré comme la seule voie d’association entre les aires de Broca et de Wernicke. Mais les progrès réalisés dans les études anatomiques par l’IRM en tenseur de diffusion et les stimulations sous corticales permettent de noter l’existence d’autres voies (9). Comme les autres fibres de la substance blanche il pose un problème de dissection et de nomenclature anatomique ; faisceau longitudinal supérieur pour certains (14,27) alors que pour d’autres il s’agit d’un faisceau longitudinal supérieur et d’un faisceau arqué (3,4, 5, 7,13 19,27). Ces fibres blanches constituent le siège de développement des tumeurs gliales et de propagation des épilepsies. Les objectifs de ce travail étaient de décrire l’anatomie du faisceau longitudinal supérieur et de discuter ses implications en IRM en tenseur de diffusion et dans les aphasies et à la chirurgie péri insulaire.

MATERIEL ET METHODES

Méthodes

Nos dissections ont porté sur 20 hémisphères cérébraux d’adultes sans distinction de leur sexe ni de leur latéralité. Ces sujets sont décédés d’une pathologie n’ayant pas atteint l’encéphale.

Les dissections ont été faites selon la technique de Klinger (12). Cette technique permet une dissection des fibres de la substance blanche et repose sur le principe de la congélation décongélation de l’eau située entre elles. En effet, une solution aqueuse de formol ne pénètre que très peu dans les fibres de myéline mais s’infiltre entre celles-ci.

– Préparation des pièces anatomiques

L’encéphale est prélevé moins de 36 heures après le décès et aussitôt immergé dans l’eau. La fixation s’effectuait immédiatement dans une solution formolée à 5 %, dans laquelle l’encéphale était suspendu par une ficelle nouée à l’artère basilaire.
Il est dès lors conservé dans une solution de formol à 5 %. Après cette préparation, la substance grise devenait spongieuse et les faisceaux de substance blanche s’individualisaient (12,17).

-Technique de dissection

Le cortex était réséqué à la curette et les faisceaux blancs sous jacents pouvaient être progressivement suivis en les pelant sous microscope opératoire Zeiss OPMI 9FC Oberkechen Germany. Une fois qu’un faisceau était isolé, des mensurations étaient réalisées (notamment la longueur et la distance par rapport à d’autres structures cérébrales). Les photographies des étapes successives de la dissection étaient réalisées. Le cortex cérébral était retiré à l’oeil nu au sommet des gyri ou sous microscope au fond des sillons à l’aide de curettes et de spatules. L’ablation du cortex cérébral exposait les fibres courtes d’association en “ U” qui relient deux gyri adjacents. L’exérèse progressive des fibres arquées temporales, pariétales et frontales, le retrait des opercules frontal, pariétal et temporal exposaient l’insula. Les différents faisceaux de la substance sub-corticale pouvaient et en particulier le faisceau longitudinal supérieur alors être étudiés.

RESULTATS

Anatomie descriptive (Figures 1,2 3, 4,5)

Le faisceau longitudinal supérieur était reconnu par sa forme grossièrement en “C” concave ouvert en avant. Il constituait un faisceau arqué autour de l’insula et assurait la connection du lobe frontal au lobe pariétal, occipital et temporal. Le FLS présentait à décrire un bord latéral operculaire découvert après le retrait des fibres arquées insulaires, un bord médial limité par la corona radiata, une face supérieure, une face inférieure ou insulaire, une extrémité antérieure ou frontal et une extrémité postérieure ou pariéto occipito temporale. Le faisceau longitudinal supérieur constituait une voie d’association entre l’aire de Broca et l’aire de Wernicke. La distribution frontale se faisait à tout le gyrus inférieur. De sa face supérieure, partaient presque perpendiculairement des fibres destinées au lobe pariétal ; la distribution aux lobes occipital et temporal se faisait en éventail et formait deux branches ; (pariétale et temporale).

Rapports anatomiques

Les rapports latéraux sont représentés par les opercules frontal, pariétal et temporal dont l’ablation permettait de découvrir l’insula (figure 1). La branche inférieure du faisceau longitudinal supérieur constitue un arc en forme de “ C ” ouvert en avant ,cette branche est mis en évidence après l’ablation des opercules frontales pariétal et temporale. Cette branche est en forme d’arc autour de l’insula.

Les rapports médiaux varient en fonction des différentes parties du faisceau longitudinal supérieur et sont décrits avec les rapports supérieurs.
Les rapports supérieurs étaient les fibres en “ U” et le cortex qu’il en était séparé de 13 mm à la hauteur du sillon central. Son extrémité antérieure était située en dehors des extrémités en éventail du FU et du FOFI dont il recouvrait, puis la corona radiata et la corne frontale du ventricule latéral. Cette extrémité était séparée du ventricule en dedans et du cortex de 19,6 mm en moyenne (10-25 mm). Au niveau du lobe pariétal, le faisceau longitudinal supérieur est séparé du ventricule latéral par le stratum subépendymal ; substance blanche dépourvue de fibres située sous la substance grise subépendymale et la tête du noyau caudé puis l’épendyme. Son extrémité postérieure mal définie était séparée du ventricule latéral par les radiations optiques et le tapetum du corps calleux.
Les rapports inférieurs étaient constitués de dehors en dedans par l’insula la capsule extrême, le claustrum, la capsule externe, le noyau lenticulaire, la capsule interne. Les constituants de la capsule interne sont le tractus pyramidal, tractus corticothalamique et thalamocortical. Plus en avant et en dedans, les rapports médiaux étaient constitués par le nerf optique, la voie amygdalofuge ventrale traversant la substance perforée antérieure et l’expansion latérale de la commissure blanche antérieure engainée par le canal de Gratiolet (figure 5).

Rapports du faisceau longitudinal supérieur et aires du langage

Les aires du langage situées dans la majorité des cas dans l’hémisphère gauche, dépendent de la latéralité des sujets.

L’aire de Broca (figure1)

L’aire de Broca est située au niveau de la pars opercularis du gyrus frontal inférieur. Sous ce gyrus frontal inférieur, nous avons pu constater l’existence d’une région anatomique dont l’épicentre est le ramus vertical de la pars antérieure de la fissure latérale du cerveau. À ce niveau se trouvent concentrés les différents faisceaux de la substance blanche. le faisceau longitudinal inférieur,le faisceau unciné se distribuant au gyrus rectus ,au gyrus orbitaire et à la pars orbitalis du gyrus frontal inférieur, le faisceau occipito frontal inférieur, les fibres du tractus pyramidal et le forceps minor du corps calleux se distribuait à la totalité du gyrus frontal inférieur. Le segment frontal du faisceau occipito frontal inférieur en éventail est situé à hauteur de la corne frontale du ventricule latéral. La distribution frontale du faisceau occipito frontal inférieur se faisait à l’aire de Broca. Cette extrémité frontale se situait à 2 ,5 cm du cortex du gyrus frontal inférieur. Ce faisceau diminuait d’épaisseur à ses extrémités frontale et occipito temporo frontale.

L’aire de Wernicke (figure1)

L’aire de Wernicke comprend la partie postérieure du gyrus temporal supérieur, le gyrus supramarginalis et le gyrus angulaire. Comme l’aire de Broca sous celle de Wernicke nous avons constaté un concentré de fibres comprenant de dehors en dedans après l’ablation des fibres en en “ U”:
– les deux branches du faisceau longitudinal inférieur,
– l’extrémité postérieure du faisceau occipito-frontal inférieur,
– les radiations thalamiques inférieures et postérieures,
– les fibres du tapetum du corps calleux qui vont former avec les radiations visuelles le stratum sagittal.

Systématisation

Le faisceau longitudinal supérieur assure la connection entre les aires de Broca (gyrus frontal inférieur) et de Wernicke (temporo-pariétal). Le faisceau longitudinal est constitué de deux contingents ; un contingent arqué autour de l’insula faisceau arqué et un contingent supérieur ou faisceau longitudinal supérieur proprement dit. La branche supérieure assure la connection aire de Broca et aire de Wernicke et la branche inférieure comprend des fibres qui assurent la connection entre l’opercule frontal et le gyrus temporal supérieure. La branche supérieure comprend des fibres qui assurent la connection entre la pars opecularis et les gyri supramarginalis et angulaire.

Abréviations
AV : en avant
AR : en arrière
DDS : en dedans
HT: en Haut

DISCUSSION

Implication à l’IRM en tenseur de diffusion

Une étude de corrélation des deux méthodes de dissection montre une corrélation entre les deux méthodes (11).Cependant la méthodologie de cette étude reste discutable. Le principe de la dissection par ces deux méthodes est basé sur deux propriétés :

– l’anisotropie de la substance blanche de l’encéphale ; donc leur organisation micro structurelle des fibres de la substance blanche (10, 13,16).
– le comportement des molécules d’eau existant entre les axones, la formation de glace ou le mouvement des molécules d’eau entre les axones facilite la dissection en dissociant les fibres.

Ces deux méthodes permettent une étude tridimensionnelle des faisceaux de la substance blanche. La difficulté de la dissection des fibres s’observe avec les deux techniques. Les zones de croisement des faisceaux sont de dissection difficile (2). Nous l’avons constaté dans nos dissections par la technique de Klingler. Toutefois la méthode de Klingler va peut permettre de comprendre la tractographie, elle-même appelée à se développer. Le faisceau longitudinal supérieur pose un problème de nomenclature car pour certains il s’agit de deux faisceaux ; le faisceau longitudinal supérieur et le faisceau arqué (3). Pour d’autres, il s’agit d’un seul faisceau se divisant en deux branches, l’une antérieure et l’autre postérieure (14,24). En l’observant à partir de son extrémité antérieure, nos dissections confirment bien qu’il s’agit d’un seul faisceau unique à deux branches, supérieure et inférieures. Les données de la tractographie réalisées en IRM en tenseur de diffusion sont concordantes avec nos résultats (4, 5). Du fait de la topographie et de la structure du FLS (empilement de rubans du pôle frontal du cerveau au pôle occipital), on comprend qu’il puisse faire des artefacts lors du tracking des autres faisceaux comme le tractus pyramidal (2). À côté du faisceau longitudinal supérieur qui constitue la voie directe connectant les aires de Wernicke et de Broca, il est mise en évidence 13
sur l’IRM en tenseur de diffusion d’une autre voie en aire de Wernicke et de Broca (5).Cette voie constitue une voie indirecte qui est parallèle et latérale à la précédente connecte l’aire de Broca et l’aire de Wernicke (5).

Bases anatomiques des aphasies

Rappels des différents types d’aphasie

L’aphasie de Broca est motrice ; son territoire de l’aphasie de Broca est beaucoup plus étendu que celui décrit par Paul Broca ; c’est à dire à l’opercule frontal et insula (23,31). L’aphasie de Broca résulte d’une lésion de la pars opercularis du gyrus frontal inférieur (23,31). L’aphasie de Wernicke est sensitive et résulte d’une lésion s’étendant aux régions postérieures du gyrus temporal supérieur de l’hémissphère dominant partiellement dans le cortex pariétal adjacent notamment dans les gyri supramarginale et angulaire (23,31).
L’aphasie globale associant à la fois aphasie de Broca et de Wernicke, resulte d’une lésion des cortex frontal, pariétal et temporal notamment l’aire de Broca celle de Wernicke.L’aphasie de conduction résulte d’une lésion du faisceau longitudinal supérieur. Mais peut résulter d’une lésion du cortex auditif l’insula et la gyrus supramarginale (23,31).

Le rôle du faisceau longitudinal supérieur dans la survenue des aphasies

Ce faisceau est considéré comme la seule voie d’association entre les aires de Broca et de Wernicke et dont la destruction entraîne une aphasie de conduction (4). Du fait de sa topographie le faisceau occipito frontal inférieur peut intervenir dans le processus du langage selon qu’il se localise dans l’hémisphère dominant. En effet, il s’agit d’un faisceau qui, dans son extrémité frontale, se distribue à toute l’aire de Broca et dans son extrémité occipitale se distribue non seulement au lobe occipital mais aussi à la partie postérieure du lobe pariétal et du lobe temporal. Ces implications cliniques sont peu connues, néanmoins du fait de ces distributions, il pourrait intervenir dans les activités cognitives telles que le langage, les processus mnésiques et dans la vision. Les signes liés à l’aphasie et la topographie du FOFI 14
font penser que ce dernier pourrait constituer une autre voie d’association entre l’aire de Broca et celle de Wernicke. Des études de neurostimulation montrent qu’il intervient dans le processus du langage (9). Le faisceau longitudinal supérieur et pathologie du langage.
Une lésion sur le trajet du faisceau longitudinal supérieur jusqu’au niveau du cortex a pour conséquence une aphasie de conduction (1). C’est ainsi qu’une stimulation de la partie postérieure de la région péri insulaire de l’hémisphère dominant détermine une aphasie de conduction (18).En faite l’aphasie du conduction est soit “ Broca like ” soit “Wernicke like”, selon que la lésion est proche de l’aire de Broca ou qu’elle est proche de l’aire de Wernicke.

Implication à la chirurgie des régions péri-insulaire(20, 21, 24, 25, 28,29)

Ces techniques chirurgicales ne sont pas conçues pour préserver spécifiquement le seul faisceau longitudinal supérieur mais l’ensemble des structures anatomiques de la région. Ces structures anatomiques sont constituées par les aires corticales fonctionnelles (aire du langage, aire motrice), les fibres de la substance blanche qui connectent ces aires, les fibres blanches ascendant et descendant et les structures vasculaires qui assurent leur vascularisation.

Indications

L’exérèse des astrocytomes de bas grade et la chirurgie des épilepsies temporale pharmaco résistante représentent la principale indication de la chirurgie péri-insulaire. L’indication d’une interruption du faisceau unciné constitue un des traitements de cette épilepsie mais nous n’insisterons pas sur cette technique.

Techniques

Les impératifs de la chirurgie de cette région anatomique éloquente du cerveau exigent une connaissance voire quelque fois l’utilisation de repère anatomiques fiables et précis. L’exérèse de ces lésions doit être la plus large possible en lésant le moins possible de fibres.

1 /La lobectomie frontale

Elle repose sur la technique classique des hémisphérotomies à savoir une exposition large exigeant la découpe d’un grand volet osseux. Ce volet osseux permet une exposition des lobes frontal, pariétal et temporal. Elle consiste en une ouverture de la corne frontale du ventricule latéral puis on utilise les reliefs ventriculaires. En effet, le plan postérieur doit passer impérativement en avant de la colonne du fornix au niveau du foramen inter ventriculaire. Toute lésion située en avant de ce plan peut être réséquée. En arrière et latéralement, se projettent le noyau caudé et le bras antérieur de la capsule interne. Lors de l’ouverture de la corne ventriculaire on doit utiliser la direction des fibres calleuses au niveau du genou du corps calleux pour rejoindre latéralement le sillon qui sépare gyrus frontal inférieur et gyrus frontal moyen. Pour un sujet droitier une lobectomie gauche, il doit laisser en place le gyrus frontal inférieur. En fait nos constatations anatomiques font penser que l’exérèse peut être faite à quelques millimètres du ramus vertical du gyrus frontal inférieur.

La seconde étape de cette lobectomie consiste à ouvrir la partie antérieure de la scissure interhémisphérique pour découvrir les vaisseaux péricalleux. Les artères péries calleuses et callosomarginale ipsilatérales doivent être conservées puisqu’elles participent à la vascularisation de la région centrale. De plus elles constituent un repère antérieur essentiel puisqu’en avant et en bas elles limitent les aires subcalleuses. Les gyrus basifrontaux postérieurs situés en arrière de ces deux artères représentent les aires subcalleuses dont l’exérèse pourrait entraîner des troubles mnésiques. Le plan postérieur de la lobectomie frontale à ce niveau suit l’artère péri-calleuse à l’arête sphénoïdale latéralement.

2 /Lobectomie temporale antérieure (6, 8, 17, 20,30)

Il faut préserver l’isthme temporal dans la chirurgie d’exérèse, ce qui suppose de repérer la projection du limen insulae sur la face latérale de l’hémisphère. Dans ce cas il faut mesurer sur l’IRM préopératoire par la distance limen insulae -pôle temporale sur les coupes axiales qui peut apporter une limite postérieure de départ individuelle dans la résection de la convexité temporale. Bien évidemment, la neuronavigation repère directement le limen insulae et donc indirectement le segment intermédiaire faisceau unciné.

Les connaissances anatomiques doivent s’intégrer aux autres moyens d’exploration notamment l’IRM en tenseur de diffusion pré et peropératoire (16), la neuronavigation chirurgicale et la neurostimulation (2,15) peropéatoire voire la psychochirurgie. L’analyse combinée des données de l’imagerie en tenseur de diffusion et d’activation permet une étude des fonctions cérébrales (15 ,16). Enfin l’exérèse de ces lésions situées en région anatomique éloquente doit tenir compte de la possibilité de réorganisation corticale (8). Pour ce faire, on ne doit pas hésiter à faire l’exérèse en plusieurs temps.

La technique de Klingler a pour inconvénient majeur un temps de préparation longue et une dissection ardue. De plus la rétraction encéphalique ne permet d’obtenir que des mesures approximatives. Cette étude n’apporte pas de repères anatomiques nouveaux qui puissent modifier les techniques chirurgicales de la région péri-insulaire. Cependant la technique de Klingler reste la seule permettant d’appréhender la réalité anatomique de la substance blanche encéphalique. C’est une méthode de recherche qui permet de comprendre l’imagerie donnée par le tracking des fibres blanches de l’encéphale.