La musique n'est pas seulement une partie importante de la vie de Dan Fabbio, en tant que professeur de musique, c'est son moyen de subsistance. Donc, lorsque les médecins ont découvert une tumeur située dans la partie de son cerveau responsable de la fonction musicale, il a commencé un long voyage qui a impliqué une équipe de médecins, de scientifiques et de professeur de musique et a culminé avec lui éveillé et a joué un saxophone alors que les chirurgiens opéraient sur son cerveau.
Le cas de Fabbio fait l'objet d'une étude publiée dans la revue Current Biology qui ouvre une nouvelle lumière sur la façon dont la musique est traitée dans le cerveau.
Au printemps 2015, Fabbio était professeur de musique substitut dans une école de New Hartford à New York. Il était dans un petit bureau à l'école travaillant sur le projet de capstone pour sa maîtrise en éducation musicale quand il a commencé à «voir et entendre soudain des choses que je savais ne pas être réelles».
Il a eu des vertiges et des nausées et l'épisode a provoqué une visite à l'hôpital à proximité d’Utica plus tard dans la journée. Après avoir subi une échographie, les médecins ont siégé Fabbio et lui ont dit qu'ils avaient trouvé une masse dans son cerveau.
"J'avais 25 ans à l'époque et je ne pense pas qu'il y ait un âge où il soit bon d'entendre ça", a rappelé Fabbio. "Je n'avais jamais eu de problèmes de santé avant et le premier coup d'œil était le cancer".
La bonne nouvelle était que la tumeur semblait être bénigne - en fait, elle avait probablement augmenté lentement depuis l'enfance - et était dans une zone du cerveau qui était relativement facile pour les chirurgiens d'accéder. La mauvaise nouvelle était qu'il était situé dans une région qui est connue pour être importante pour la fonction musicale.
Fabbio a été renvoyé à UR Medicine's Del Monte Institute for Neuroscience et neurochirurgien Web Pilcher, M.D., Ph.D.
"Quand j'ai rencontré Dan pour la première fois, il a exprimé sa préoccupation quant à la perte de sa capacité musicale, parce que cela lui a été la chose la plus importante dans sa vie, non seulement sa vie, mais sa profession et son intérêt pour la vie, "dit Pilcher.
Une carte précise de la fonction du cerveau
Pilcher, qui est Ernest et Thelma Del Monte, professeur distingué de Neuromédecine et président du Département de neurochirurgie, a mis en place un partenariat avec Brad Mahon, Ph.D., professeur agrégé au Département de cerveau et sciences cognitives de l'Université de Rochester. Les deux ont développé un programme Translational Brain Mapping pour les patients qui ont subi une intervention chirurgicale pour éliminer les tumeurs et contrôler les crises.
«Le retrait d'une tumeur du cerveau peut avoir des conséquences importantes en fonction de son emplacement», a déclaré Pilcher. "La tumeur elle-même et l'opération pour l'éliminer peuvent endommager les tissus et perturber la communication entre différentes parties du cerveau. Il est donc essentiel de comprendre autant que possible sur chaque patient avant de les amener dans la salle d'opération. Nous pouvons effectuer la procédure sans causer de dommages aux parties du cerveau qui sont importantes pour la vie et la fonction de cette personne.
Le programme de cartographie du cerveau Pilcher et Mahon développé est adapté aux circonstances de l'individu. Les patients atteints de tumeurs cérébrales sont habituellement référés à Mahon avant de subir leur chirurgie. Mahon et son équipe assujettissent chaque individu à une batterie de tests, y compris des scans cérébraux qui identifient des fonctions importantes - telles que le contrôle moteur et le traitement du langage - qui peuvent être situés à proximité de la tumeur et potentiellement touchés par la chirurgie.
"Le cerveau de tout le monde est organisé de manière plus ou moins égale", a déclaré Mahon. "Mais l'emplacement particulier à un niveau de grain fin d'une fonction donnée peut varier parfois jusqu'à quelques centimètres d'une personne à l'autre. Il est donc très important d'effectuer ce type d'enquête détaillée pour chaque patient".
Tout en testant le langage et les compétences motrices était relativement simple, l'évaluation de la capacité musicale, en particulier chez un musicien formé, était une entreprise différente. Peut-être que nulle part ailleurs, dans le monde, le cas de Fabbio n'est mieux adapté. Non seulement Pilcher a-t-il effectué des centaines de ces chirurgies et s'est associé à Mahon pour développer un programme sophistiqué de cartographie du cerveau qui serait la clé du succès de la procédure - mais la célèbre Eastman School of Music, une partie de l'Université de Rochester, pourrait être appelée pour aider à planifier la chirurgie de Fabbio.
Mahon a contacté Elizabeth Marvin, Ph.D., professeur de théorie de la musique à l'Eastman School of Music de l'Université de Rochester. Marvin occupe également un poste au Département des sciences cognitives et cognitives et étudie la connaissance de la musique - la capacité de notre cerveau à se souvenir et à traiter la musique.
Les deux ont développé une série de tests musicaux cognitifs que Fabbio pourrait effectuer alors que les chercheurs numérisaient son cerveau. Au cours de la numérisation fonctionnelle de l'IRM (fMRI), Fabbio écouterait et retournait une série de mélodies courtes. Il a également effectué des tâches linguistiques qui lui ont obligé à identifier des objets et à répéter des phrases. L'IRMF détecte des changements dans les niveaux d'oxygène, de sorte que les parties du cerveau qui ont été activées pendant les tests ont permis de repérer les domaines importants pour la musique et la langprocessing. À l'aide de cette information, l'équipe de recherche a produit une carte tridimensionnelle très détaillée du cerveau de Fabbio - avec l'emplacement de la tumeur et la fonction musicale - qui servirait à guider les chirurgiens dans les OR. Les chirurgiens des sérénades de saxophone La capacité de traiter et de répéter une mélodie était une mesure importante, mais l'équipe voulait aussi savoir s'ils réussissaient à préserver la capacité de Fabbio à jouer de la musique. Ils ont donc décidé d'amener son saxophone dans l'OR et, si possible, de le faire jouer pendant la procédure. Le défi était que Fabbio serait couché de son côté, alors il serait difficile de jouer l'instrument. En outre, la pression causée par les respirations profondes requises pour jouer de longues notes sur le saxophone pourrait faire en sorte que le cerveau, qui serait exposé pendant la procédure, soit essentiellement saillant de son crâne. Fabbio et Marvin ont finalement sélectionné une pièce - une version d'une chanson populaire coréenne - qui pourrait être modifiée pour être jouée avec des respirations plus courtes et moins profondes. "L'ensemble de l'épisode m'a frappé comme très étonnant qu'un théoricien de la musique puisse se tenir dans une salle d'opération et, en quelque sorte, être consultant pour les chirurgiens du cerveau", a déclaré Marvin. "En fait, il s'est avéré être l'un des jours les plus étonnants de ma vie parce que si je me sentais comme toute ma formation a soudainement changé la vie de quelqu'un et permettant à ce jeune homme de conserver ses capacités musicales". Au cours de la procédure, Pilcher et l'équipe chirurgicale ont utilisé la carte du cerveau de Fabbio développée par Mahon pour planifier la chirurgie. Ils ont également procédé à une reconfirmation minutieuse de ce que les scans du cerveau leur ont montré. Cela a été accompli en fournissant un stimulus électrique doux qui perturbe temporairement une petite zone du cerveau. Pendant que cela se produisait, Fabbio était éveillé et répétait les tâches de bourdonnement et de langue qu'il avait accomplies avant la chirurgie. Marvin était présent dans l'OR et a marqué sa performance pour permettre aux chirurgiens de savoir s'ils avaient ou non ciblé une zone qui a perturbé le traitement de la musique et, par conséquent, devraient être évités pendant la procédure. Une fois que la tumeur a été enlevée, les chirurgiens ont donné l'avant-garde pour amener le saxophone et laisser Fabbio jouer. "Cela vous a amené à pleurer", a déclaré Marvin. "Il a joué sans problème et quand il a terminé, la salle d'opération entière a éclaté en applaudissements". Fabbio est depuis complètement récupéré et est revenu à l'enseignement de la musique dans quelques mois de sa chirurgie. Améliorer la science pour améliorer la chirurgie du cerveau Alors que le programme de cartographie du cerveau a pour but principal d'aider à améliorer les résultats chirurgicaux, l'information recueillie par les chercheurs avant, pendant et après la chirurgie permet également de mieux comprendre les complexités des structures et de la fonction du cerveau. «Nous étudions environ 40 ou 50 patients par an et ce que cela nous permet de se demander quels sont les facteurs que nous pouvons identifier chez ces patients avant leur chirurgie ou au début de leur chirurgie qui distinguent les patients qui ont un bon résultat contre quels patients peuvent avoir des déficiences cognitives persistantes ", a déclaré Mahon. Les données du cas de Fabbio, qui est à la base d'une étude dans la revue Current Biology, ont permis de définir plus précisément la relation entre les différentes parties du cerveau responsables de la musique et du traitement du langage. "Comme je pense à l'affaire de Dan et à propos du résultat incroyable et de ce que nous avons pu réaliser, cela me rappelle combien nous sommes venus", a déclaré Pilcher. "Il y a dix ans, nous avons cartographié le cerveau en utilisant des outils très simples, la stimulation électrique et l'orientation de l'image. Mais maintenant, nous avons tous les outils de la science cognitive. Nous avons amené le laboratoire de science cognitive dans la salle d'opération et maintenant presque comme une question de cours avec chaque patient ".
