Chapitre 3 : Les techniques d'imagerie cérébrale Flashcards
Quelles sont les techniques métaboliques et les techniques électrophysiologiques ?
Techniques métaboliques : La Tomographie par Emission de Positons (TEP) et l’Imagerie par Résonance Magnétique fonctionnelle (IRMf).
Techniques électrophysiologiques : L’Electroencéphalographie (EEG) et la Magnétoencéphalographie (MEG)
Description et principe de la TEP.
C’est une méthode d’imagerie qui permet de mesurer en 3 dimensions l’activité métabolique d’un organe.
Elle repose sur le principe de la scintigraphie et consiste en l’injection d’un traceur dont les propriétés biologiques et le comportement permettent de mettre en image le fonctionnement d’un ou plusieurs organes.
Pourquoi la TEP est une technique d’imagerie invasive ?
Cette méthode est une technique d’imagerie invasive, car ce traceur est marqué par un atome radioactif (H215O, carbone, fluor, azote, oxygène…) qui émet des positons dont la destruction entraîne la production de deux photons. Le collimateur de la caméra TEP détecte la trajectoire de ces photons permettant de localiser l’endroit de leur émission et par conséquent les points de concentration du traceur sur l’organe. Les zones de forte concentration du traceur vont apparaître en couleurs sur l’image issue de la TEP.
Objectif de la TEP.
La TEP permet ainsi de visualiser l’activité métabolique des cellules. Elle révèle les régions actives du cerveau lors de telle ou telle activité cognitive de manière analogue à l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle.
Sur quel principe repose l’IRMf ? Pourquoi pas invasive ?
Idem que TEP.
Car pas toujours besoin d’injecter de substance au sujet.
Décrire technique IRMf.
Le principe de cette technique est fondé sur les propriétés naturellement magnétiques du fer contenu dans l’hémoglobine (l’hémoglobine est une protéine transportant l’oxygène dans le sang). Les propriétés magnétiques de l’hémoglobine diffèrent selon que cette molécule est liée ou non à une molécule d’oxygène. Lors d’une tâche cognitive, les neurones en activité consomment de l’oxygène, ce qui entraîne une augmentation locale du débit sanguin. Le sang amené au voisinage des neurones actifs est chargé en oxygène : en d’autres termes, il est chargé en oxyhémoglobine.
Définir le BOLD.
La variation locale de la susceptibilité magnétique due à la variation de la concentration locale du sang en oxygène est appelé réponse « BOLD » (Blood Oxygen Level Dependant)
Quels contrastes l’IRMf permet-elle de visualiser ?
L’IRMf permet de visualiser les contrastes entre les régions dont le flux sanguin augmente (qui sont donc riches en oxyhémoglobine) et les régions dont le flux ne varie pas, grâce aux propriétés magnétiques du fer contenu dans l’hémoglobine. Les scientifiques comparent les variations du flux sanguin quand le cerveau est actif ou au repos, pour localiser les aires cérébrales qui sont associées à chacun de ces états.
Décrire l’EEG.
Technique non-invasive d’investigation de l’activité cérébrale qui peut être utilisée dès la naissance.
Objectif de l’EEG.
Cette méthode permet de mesurer, au moyen d’électrodes placées au niveau du scalp, des variations de l’activité électrique cérébrale produites par la mise en jeu synchrone de milliers de neurones, en réponse à la présentation d’un événement particulier externe (stimulation auditive : un son, un accord de musique ; stimulation visuelle : de visages, objets,…) ou interne (prise de décision, préparation motrice,…).
Que se passe-t-il à l’échelle cellulaire pendant un EEG ? (que provoque l’activité synaptique d’un neurone?)
À l’échelle d’une « population » de neurones, puisque ceux-ci sont spatialement proches, les courants extracellulaires s’additionnent. Les variations électrophysiologiques mesurées sont de faible amplitude : que faut-il faire pour être détectées ? (comment se forme le Potentiel Evoqué?)
À l’échelle cellulaire, l’activité synaptique d’un neurone provoque des mouvements d’ions dans le milieu extracellulaire à proximité de la membrane, pouvant être globalement assimilés à une configuration de puits (charges négatives) et de sources (charges positives) de courant. Il est donc admis que l’activité d’un neurone peut être assimilée à celle d’un dipôle de courant, dont l’intensité est proportionnelle à son activité post-synaptique.
Pour être détectées il est nécessaire d’une part d’amplifier le signal enregistré et d’autre part de présenter plusieurs essais appartenant à une même condition expérimentale.
Un nombre conséquent d’essais permet ainsi de moyenner le signal enregistré pour chacune de ces conditions, afin que les variations synchrones et systématiques lors de la présentation du stimulus émergent du bruit de fond constitué par l’électro-genèse corticale, cette opération permet d’obtenir un potentiel évoqué.
Par quoi sont définies les composantes du potentiel évoqué ?
Par leur polarité (négative, N, ou positive, P), par leur latence d’occurrence par rapport au début de la stimulation (ex : N100 est une composante négative, dont le maximum d’amplitude apparaît 100 millisecondes après le début de la présentation du stimulus), et par leur distribution topographique au niveau du scalp.
Que permet la méthode des potentiels évoqués ?
La méthode des potentiels évoqués permet ainsi de suivre le décours temporel des processus neurophysiologiques qui sous-tendent nos activités mentales en temps réel. Elle est utilisée pour son excellente résolution temporelle (de l’ordre de la milliseconde). Toutefois, sa résolution spatiale (topographie) est faible puisqu’il reste très difficile de déterminer avec précision la position dans le cerveau des générateurs qui sont à l’origine des effets observés sur le scalp.
Décrire la MEG.
La MEG est une technique de mesure des champs magnétiques induits par l’activité électrique des neurones du cerveau. Cette technique est employée avec une visée clinique en neurologie, en cardiologie, et dans la recherche en neurosciences cognitives.
Objectif de la MEG.
La MEG permet d’enregistrer en surface les variations de champs magnétiques produites par la mise en jeu synchrone de milliers de neurones en réponse à la présentation d’un événement particulier externe.
