En 2023, en Belgique, 101 personnes âgées de 50 à 69 ans ont passé plusieurs jours en laboratoire, où l'on a scanné leur cerveau, enregistré leur sommeil et demandé de résoudre des tâches de mémoire et d'attention. C'est ainsi qu'est né le jeu de données COFITAGE, dans lequel chaque participant est décrit sous cinq angles : moléculaire, structurel, physiologique, génétique et cognitif. Auparavant, ces couches étaient étudiées séparément ; ici, elles sont réunies dans un seul portrait.
Pourquoi est-ce important ? La maladie d'Alzheimer commence des décennies avant les premiers trous de mémoire. Entre 50 et 69 ans, des changements subtils apparaissent déjà chez les personnes en bonne santé, mais il est presque impossible de les détecter isolément. Les grandes bases comme ADNI ou OASIS sont centrées sur la maladie et offrent un phénotypage grossier, tandis que les études approfondies sont généralement petites et dispersées. COFITAGE fait figure d'exception : c'est la première cohorte ouverte qui réunit TEP, IRM avancée, polysomnographie, génotype APOE et neuropsychologie détaillée chez les mêmes personnes, dans une fenêtre d'âge clé.
Comment les données ont-elles été recueillies ? Les participants ont passé une TEP amyloïde (100 personnes) et une TEP tau (67 personnes) pour visualiser l'accumulation des protéines liées à Alzheimer. L'IRM à 3 Tesla a fourni des images anatomiques à haute résolution, des cartes multiparamétriques et une diffusion à trois enveloppes, qui montre le trajet des fibres nerveuses. Deux nuits de polysomnographie avec 11 dérivations EEG ont enregistré l'architecture du sommeil, et le génotypage a déterminé les allèles APOE ε2/ε3/ε4. La batterie neuropsychologique de 15+ tests a couvert l'attention, les fonctions exécutives, la mémoire, le langage et la réserve cognitive. Toutes les données ont été converties au format BIDS et vérifiées par un validateur.
Que voit-on déjà ? Le jeu de données comprend 101 participants avec l'ensemble complet des modalités au départ et 65 personnes ayant repassé les tests cognitifs deux ans plus tard. La TEP amyloïde a été réalisée chez 100 personnes, la TEP tau chez 67, et les deux modalités existent chez 66. L'IRM contient des images pondérées T1, des images de coupes pondérées T2 de l'hippocampe avec un voxel de 0,4×0,4×1,2 mm³, des cartes multiparamétriques et de la diffusion. La polysomnographie a été enregistrée pendant deux nuits chez chaque participant, avec un scoring automatique des stades de sommeil par époques de 30 secondes. Le génotype APOE est déterminé chez tous, et la distribution des allèles correspond à celle de la population.
Quel est l'intérêt ? COFITAGE se distingue des cohortes ouvertes voisines non par son ampleur, mais par sa profondeur : une même cohorte réunit des couches moléculaires, structurelles, physiologiques et cognitives habituellement étudiées séparément. Cela permet de tester des hypothèses sur l'interaction entre amyloïde, tau, sommeil et réserve cognitive au niveau individuel, et pas seulement en moyenne dans le groupe. Le travail ne révèle pas un nouveau biomarqueur, mais il pose les fondations de telles découvertes : ces données ont déjà montré que la réactivité corticale et les fluctuations diurnes de l'activité cérébrale sont plus sensibles au vieillissement précoce que les mesures statiques.
Et ensuite ? Le jeu de données va s'enrichir : les prochaines versions incluront les enregistrements polysomnographiques bruts, l'EEG, l'EEG-TMS, des échantillons de salive et d'urine, l'actimétrie, ainsi qu'un suivi cognitif de sept ans pour environ 65 participants. Cela permettra de passer des associations transversales aux trajectoires longitudinales et de vérifier quels indicateurs initiaux prédisent les changements individuels au bout de sept ans. La structure BIDS ouverte invite au développement de nouvelles méthodes de fusion multimodale et d'apprentissage automatique sur des échantillons profondément phénotypés, mais de petite taille. Ainsi, le portrait du cerveau vieillissant gagne en profondeur et laisse entrevoir les premiers traits des changements à venir.
Les participants de COFITAGE ont dormi au laboratoire deux nuits de suite afin d'écarter l'effet de la première nuit, et leur sommeil pendant la semaine précédant l'enregistrement était contrôlé par actigraphie et par un journal. Un protocole aussi strict est rare dans les cohortes de neuroimagerie.
Non publié sur arXiv. Voici sa page, le PDF et la formalisation : vous pouvez vérifier vous-même, pas seulement lire notre analyse.