Les biomarqueurs morphologiques du cerveau, en particulier dans les structures sous-corticales, désignent des modifications mesurables de l’anatomie cérébrale pouvant indiquer des processus pathologiques ou des altérations des fonctions cognitives et motrices. Les modifications structurelles de ces régions, en particulier dans le putamen et le noyau caudé, ont été impliquées dans la maladie de Parkinson (MP), la maladie de Huntington et d’autres troubles du mouvement.

Traditionnellement, la quantification volumétrique des structures sous-corticales a été le biomarqueur de référence pour suivre les changements anatomiques, car elle est facile à mesurer et peut être comparée entre différents sujets. D’autre part, les biomarqueurs de surface des zones sous-corticales se concentrent sur leur morphologie de surface externe et sont particulièrement utiles pour détecter l’atrophie locale, le repliement cortical ou la déformation de surface selon les directions spatiales. Bien que l’analyse de la forme de surface soit complémentaire l’analyse volumétrique, il a été constamment rapporté que les structures sous-corticales pourraient subir des changements morphologiques significatifs dans plusieurs maladies et troubles qui pourraient ne pas être visibles uniquement par des mesures volumétriques.

Bien que plusieurs études aient utilisé l’analyse morphologique de la forme des régions sous-corticales pour distinguer avec succès les patients atteints de la maladie de Parkinson des sujets témoins, on sait très peu de choses sur la capacité de cette analyse à suivre la progression de la maladie et à détecter des changements significatifs dans les contextes longitudinaux.

Nous avons défini la projection de la transformation non linéaire du modèle vers le sujet sur la direction du vecteur normal à la surface comme notre mesure locale du déplacement vers l’intérieur ou vers l’extérieur. Grâce à cette métrique, nous avons montré que cette quantification des déformations locales de la forme de structures sous-corticales comme le mésencéphale et le thalamus est un biomarqueur plus sensible que le volume pour suivre la progression longitudinale de l’atrophie dans la MP. Il est important de noter  que nous avons également déterminé que des déformations locales de la forme du mésencéphale peuvent prédire la réduction de la densité du transporteur de dopamine (DaT) dans le striatum, une des toutes premières marques de la MP.