Lorsqu'on irradie une tumeur dans le cerveau, une partie de l'énergie atteint aussi les cellules saines. Quelques mois plus tard, sur les images IRM de certains patients, apparaissent des taches claires – ce sont des zones où le tissu a été modifié par les radiations. Les médecins les appellent « rehaussements de contraste radio-induits ». Ces taches ne sont pas toujours dangereuses, mais elles montrent où le cerveau a le plus souffert.

Les scientifiques ont utilisé les données de 152 personnes traitées soit par photons (rayonnement X classique), soit par protons. Les protons sont des particules qui atteignent plus précisément la tumeur et épargnent davantage les tissus environnants. Mais il s'est avéré que les protons ont leur particularité : leur pouvoir destructeur dépend non seulement de la dose, mais aussi de la densité avec laquelle ils déposent leur énergie sur leur trajectoire. Cette propriété est appelée transfert linéique d'énergie. Plus le proton dépose son énergie de manière dense, plus il endommage les cellules saines.

Les chercheurs ont construit un modèle mathématique qui prédit où les taches apparaîtront. Pour les photons, le facteur principal est simplement la dose d'irradiation. Pour les protons, c'est la dose multipliée par la densité de dépôt d'énergie. Cela signifie que les protons agissent parfois plus fortement que ce que les anciens calculs prévoyaient. Désormais, les médecins peuvent identifier à l'avance les zones dangereuses et planifier l'irradiation de manière à épargner davantage les ventricules cérébraux.

Cette approche contribue à rendre le traitement plus sûr : préserver les tissus sains et réduire le risque d'effets secondaires. Car le but de la radiothérapie est de détruire la tumeur, pas de nuire au cerveau.