Cour 5: Méthode d'investigation du système nerveux Flashcards
Quelle est la différence entre une résolution spatiale et temporelle
Spatiale: activité cérébrale à un endroit précis
temporelle: activité cérébrale dans le temps
Quelle est le fonctionnement de la radiologie
La radiologie consiste à projeté un faisceau de rayons X qui sont capté par une plaque photographique où s’imprime une image en fonction du coefficient d’absorption différentiel des tissus (les tissus denses absorbe bien les rayons X comparativement aux tissus mou).
Quelle sont les deux types rayon X
-non ionisant (dans la vie de tout les jours)
-ionisant: dangeureux à long terne, peut transformer les atomes et créer des cellules cancéreuses.
Quelles sont les particularités de la radiologie
Elle montre avec précision les tissus osseux, mais ne montre pas le cerveau, car sa résolution de permet pas de distinguer de faibles différences d’intensité
Quels sont les avantages de la radiologie
C’est une technique simple qui ne demande pas de préparation, peu coûteux, aucune contre-indication (à part grossesse) et les gens le tolère bien.
Quelles sont les limites de la radiologie
Elle a une faible résolution spatiale au niveau des parties molles (permet seulement de voir les parties denses) et l’exposition prolongée à la radiologie est nocive pour la santé.
Quelle est le fonctionnement du CAT-scan (Tomodensitométrie)
Cette technique consitste à projeté un étroit faisceau de rayon X à travers le cerveau en faisant le tour de la tête. C’est une radiographie tridimensionnelle du cerveau, car elle permet de voir plusieurs angles de celui-ci
Quelle est la particularité du CAT-scan
Ce scan peut distinguer des différences de l’ordre de 1%
Quelles sont les avantages du CAT-scan
Permet une meilleur résolution que la radiographie, pas de contre-indication (sauf grossesse), rapide, peu coûteux en comparaison aux autres méthodes d’imagerie cérébrale
Quelles sont les limites du CAT-scan
Permet seulement tous les angles possible de la coupe horizontal, artéfact créer par les tissus denses et exposition aux rayons X importante.
Expliquez le fonctionnement de l’angiographie
Cette technique consiste à l’injection d’un agent de contraste dans le sang pendant le CAT-scan ou la radiographie, elle va absorber les rayons X et permet d’imager les vaisseaux sanguins
Quelle est la particularité de l’angiographie
Permet de visualiser les vaisseaux sanguins (veines et artères)
Quelle est l’application de l’angiographie
Elle est utiliser lorsqu’un patient présente des problèmes vasculaires cérébraux ou médullaires (ex: anévrisme)
Quels sont les avantages de l’angiographie
Permet une bonne résolution spatiale et peu coûteux
Quelles sont les limites de l’angiographie
Cette technique est invasive et comprend des contre-indications comme les allergies, insuffisance rénale et la grossesse.
Expliquez l’imagerie par résonance magnétique (IRM)
1er IRM en 1977, puis révolution des années 80: IRM repose sur le principe de résonance magnétique, elle utilise les noyaux des atomes de l’eau et les protons de ces atomes s’alignent grâce au champ magnétique.
Quel est le fonctionnement de l’IRM
Consiste à placer la tête dans un champ magnétique puissant, ce provoqiue la MAGNÉTISATION: les protons des molécules d’hydrogène s’alignent au champ magnétique. Puis, une fréquence radio est envoyée à plusieurs reprises, ce qui fait basculer l’orientation des protons des atomes (EXCITATION). Lorsque la fréquence cesse et que le proton revient en phase avec le champ magnétique, une énergie (signal radio faible) est dégagée. C’est cette énergie qui forme le signal capté par l’IRM (RÉSONANCE MAGNÉTIQUE ET REPOS). Il existe différents types de séquences: T1, T2, FLAIR, SWI
Quels sont les différents développement de séquences d’acquisition de l’IRM
1-Imagerie par tenseur de diffusion (DTI)
2-Spectroscopie par résonance magnétique (SRM)
Expliquez l’imagerie par tenseur de diffusion de l’IRM (DTI)
Ce développement de séquences d’acquisition permet de visualiser la position, l’orientation et l’anisotropie des faisceaux de matière blanche (carte de diffusion, dommage axonal) basé sur le principe de diffusion Brownien de l’eau au sein du cerveau.
Qu’est-ce que la diffusion isotrope et anisotrope
Isotrope: dans tout les sensm aléatoire (ventricule et matière grise)
Anisotrope: dans une direction précise (entre la matière blanche)
Expliquez la spectroscopie par résonance magnétique
Ce type de développement de séquances d’acquisition permet l’étude de la présence et de la concentration de certains métaboliques (neurotransmetteurs dans une région précise). Elle est basé sur le principe de résonance différencielle des molécules spécifiques
Quelle est l’appliation de la spectroscopie par résonance magnétique (SRM)
Atteintes au niveau des neurotransmetteurs dans certaines pathologies
Quels sont les avantages de l’IRM
Elle permet une excellente résolution spatiale, non invasif, comprend des séquences spécifiques qui permettent de mieux carcatériser certains tissus (matière grise, méningues). Elle permet aussi d’avoir toutes les coupes du cerveau et est plus sécuritaires.
Quelles sont les limites de l’IRM
Comprend plusieurs contre-indications comme les prothèses ferromagnétiques (pace-maker, clip vasculaire, etc.) et la claustrophobie. Cette technique coût assez cher et elle est peu disponible
Quelles sont différentes méthodes d’étude anatomique du cerveau
La radiologie, le CAT-scan (tomodensitométrie), l’angiograhie et l’IRM
Quelles sont les différentes méthodes d’étude fonctionnelle du cerveau
IRM fonctionnelle, la tomographie par émission de positron, l’imagerie optique, l’électrophysiologie, la magnétoencéphalographie, la Stimulation magnétique transcrânienne et la stimulaton électrique transcrânienne à courant direct
Quel est le but des études fonctionnelles
Comprendre comment le cerveau parvient à exécuter certaines fonctions (où sont-elles)
Quelle est la particularité des études fonctionnelles
Le sujet effectue une tâche: extraire ce qui est unique à la condition expérimentale, étudier l’effet d’un traitement en étudiant la différence d’activité cérébrale pré-post.
Expliquez l’IRM fonctionnelle
Cette technique mesure les changements de consommation d’oxygène dans les régions où les neurones sonr actifs (grâce à la mesure du ratio oxyhémoglobine et déoxyhémoglobine). Elle permet une indication précise du lieu d’activité, mais le moment où cette activité apparaît est moins précise (plus spatiale que temporelle). Elle permet aussi une mesure indirect de l’activité neuronale (mesure par l’entremise des changements de conso. d’oxygène)
Qu’est-ce que la désoxyhémoglobine
Il s’agit d’un marqueur d’endogène qui est a une faible réponse magnétique
Qu’est-ce que le signal BOLD
Ce signal mesure les variations de la concentration d’oxyhémoglobine et de désoxyhémoglobine dans le sang.
-Au niveau de base, le rapport est égal (oxy = désoxy). Puis, lorsqu’une zone est activé, la consommation d’oxygène augmente en même temps de la concentration de désoxyhémoglobin. Cela va augementer le flux sanguin, ce qui fait en sorte qu’il plus d’oxyhémoglobine que de désoxyhémoglobine dans le sang.
Quelles sont les étapes de l’IRM fonctionnelle
1- Magnétisation: par l’exposition au champ magnétique, les atomes d’hydrogène s’aligent au champ magnétique
2- Excitation: une fréquence radio (dont la longueur d’onde permet de capter l’hydrogène des molécules de déoxyhémoglobine) est envoyée plusieurs fois
3- Résonance magnétique et repos: lorsque la fréquence cesse et que l’hydrogène des molécules de désoxy revient en phase avec le champ magnétique, une énergie est dégagée (signal radio faible) et est captée
Vrai ou faux, la prise de l’IRM anatomique n’est pas nécessaire lors qu’un IRM fonctionnelle
Faux!, car cela permet de superposer l’activité neuronale et de la localiser.
Exliquez l’extraction du signal dans l’IRM fonctionnelle
Les images différentielles de nombreux sujets peuvent êtres additionnées et moyennées pour produire une image différencielle moyenne qui montre les zones cérébrales actives chez tous les sujets participant à l’expérience.
Quelle est l’application de l’IRM fonctionnelle
Permet de voir les différences chez une personne ayant un certain troublee VS une personne non-atteinte de ce trouble.
Quels sont les avantages de l’IRM fonctionnelle
Permet une excellente résolution spatiale, une accessibilité croissante et est non-invasif
Quelles sont les limites de l’IRM fonctionnelle
Faible résolution temporelle (seulement au niveau du flot sanguin), est coûteux et comporte les même contre-indications que L’IRM. De plus, l’expérimentation comporte plusieurs inconvénients (bruit, intervalle inter-essai, espace restreint)
Expliquez la tomographie par émission de positron
Cette technique permet de mesurer les variations de flot sanguin associés aux fonctions cérébrales en détectant des rayons gamma émis par des positrons
Qu’est-ce que sont des positrons
Il s’agit de particules chargés positivement et qui sont émis par une substance radioactive injectée au système sanguin du sujet.
Expliquez les marqueurs impliqué dans la tomographie par émission de positron
Cette méthode comprend l’injection de marqueurs exogènes dans le sang. Il s’agit de substances (oxygène, glucose) transportées par le sang que consomment les populations neuronales lorsqu’elles s’activent.
Expliquez les marqueurs radioactifs
Ceux-ci émettent un positron qui lui-même émet deux ondes gamma dans des directions opposées. Les ondes sont captées, ce qui localise le marqueur
Vrai ou faux, le marqueur peut correspondre à un neurotransmetteurs particulier
Vrai
Quels sont les avantages de la tomographie par émission de positron
Permet une résolution spatiale très bonne et permet aussi un traçage de neurotransmetteurs
Quelles sont les limites de le tomographie par émission de positron
Permet une faible résolution temporelle (mesure indirecte de l’activité neuronale : flot sanguin), coûte cher, difficile d’accès, invasif et comporte des contre indications (expositions antérieurs à la radioactivité)
Quel est le fonctionnement de l’Imagerie optique
Consiste à placé une source de laser quasi-infrarouge sur le cuir chevelu à l’aide d’un casque avec des détecteurs (fibres optiques) qui sont placés à quelques cm de la source de lumière. Ces détecteurs sensibles à la lumière isole l’absorption et la diffusion de la lumière ayant traversé le tissu cérébral
Qu’est-ce que mesure l’imagerie optique
Mesure indirecte de la concentration de molécules dans le cerveau par le flux sanguin (hémoglobine). L’oxyhémoglobine et la désoxyhémoglobine ont des spectres différents
Quelle sont les avantages de l’imagerie Optique
Peu coûteux, permet une bonne résolution spatiale, non-invasif et portatif
Quelles sont les limites de l’imagerie optique
C’est une méthode récente (peu utilisé en recherche) et indirecte (résolution temporelle faible). permet uniquement une mesure des régions en surface
Qu’est-ce que l’Électrophysiologie
C’est une méthode qui se base sur l’étude des propriétés électriques du SNC. Elle mesure la différence de potentiel électrique entre une ou plusieurs électrodes actives et une électrode de référence.
Quelle sont les trois méthodes de l’Électrophysiologie
l’enregistrement unitaire, l’électroencéphalographie et les potentiels évoqués
Quelle est le fonctionnement de l’enregistrement uniaire
Consiste à un enregistrement intracrânien par des microélectrodes de la variation de potentiel électrique émise par un ou plusieurs neurones. aussi appellé électrocorticographie (ECOG)
Quelles sont les avantages de l’enregistrement unitaire
Permet une excellente résolution spatiale, mais limitée aux neurones ciblés et permet une bonne résolution temporelle
Quelles sont les limites de l’enregistrement unitaire
C’est une méthode invasive (limité aux chirurgie), coûteuse et peu accèssible (longue procédure)
Quel est le fonctionnement de l’électroencéphalographie
c’est un enregistrement extracrâniens par des électrodes de surface de la variation de potentiel électrique émise par une population corticale. Les concepts de simultanéité et de synchronicité sont importants. Le signal enregistré est très faible et doit être amplifié. Chaque électrode couvre 3 cm carrée
À quoi sert l’électroencéphalographie
Sert à diagnostiquer de l’épilepsie, des troubles du sommeil et des traumatismes crânio-cérébraux sévères
Comment fonctionne le potentiel évoqué
Le potentiel électrique évoqué varie par la présentation d’un stimulus. Cette présentation répétée permet de moyenner le signal évoqué afin d’obtenir une onde représentative
Quelles sont les trois paramètres des ondes évoquées
l’amplitude, la latence et la distribution d’un effet sur les électrodes
Quelle sont les avantages de l’Électroencéphalographie (EEG)
Peu coûteux, facilement utilisable chez plusieurs types de sujets (enfants), excellente résolution temporelle et permet de mesurer des changements électriques globaux et détecter des anomalies dans le traitement cognitif d’un stimulis donné (dév de marqueurs)
Quelles sont les limites du EEG
Faible résolution spatiale et sensible aux artéfacts
Quel est le fonctionnement de la Magnétoencéphalographie (MEG)
Cette méthode suit le même principe que le EEG, mais la seule différence est que ce sont les champs magnétiques qui sont enregistrés. Les neurones pyramidaux sont modélisés comme des dipôles électriques générant un champ magnétique.
Quelle est l’application de la (MEG)
Son application est la localisation d’une source (foyer épileptique, tumeur, lésion)
Quels sont les avantages de la (MEG)
Bonne résolution spatiale (les champs magnétiques sont peu déviés lors de leur diffusion à travers le crâne contrairement aux champs électriques), excellente résolution temporelle et non invasif.
Quelles sont les limites de la (MEG)
coûteux et beaucoup plus complexe de l’EEG (analyse, protocole, etc.)
Quelle est le fonctionnement de la stimulation magnétique transcrânienne
Cette méthode se base sur le principe de force électromagnétique à l’aide d’un stimulateur (bobine de cuivre recouverte d’une gaine isolante). Lorsque le stimulateur est placé sur la tête, le champ magnétique généré passe au travers du crâne sans atténuation de celui-ci. Ensuite, grâce à la conductivité du tissus cérébral, le champ électrique produit un courant électrique ionique dans le cortex, ce qui entraîne une dépolarisation de la population neuronale qui se trouver sous cette influence
Quelles sont les deux méthodes principales de la stimulations magnétique transcrâniennne
- mesure fonctionnelle: stimulation simple qui consiste à stimuler une zone spécifique du cerveau pour étudier son fonctionnement et l’impact des tâches sur l’activation de cette région
- Lésion virtuelle ou traitement: consiste à appliquer une stimulation répétitive à basse ou haute fréquence pour une durée donnée, ce qui inhibe ou active le fonctionnnement d’une région
Expliquez la lésion virtuelle
Cela consiste à altérer le fonctionnement d’une région (créer une fausse lésion) pour permettre un lien de causalité, ce qui donne un indice de son implication dans une fonction particulière. La lésion virtuelle peut aussi consister à moduler une région dans des cas d’application clinique important (dépression, AVC, etc.)
Quelle est l’application clinique des lésions virtuelles
La stimulation magnétique transcrânienne (SMTr) est approuvé par Santé Canada dsns le traitement de la dépresssion. Elle doit suivre un protocole typique: -Excitateur au cortex préfrontal dorsolatéral gauche (SMTr haute fréquence). -Inhibiteur au cortex préfrontal dorsolatéral droit (SMTr basse fréquence).
-La durée typique des sessions est de 30-45 min. et ce 5 jours semaines pour 4 à 6 semaines.
Quelles sont les avantages de la stimulation magnétique transcrânienne
Bonne résolution spatiale, excellente résolution temporelle, non-invasif et permet de la causalité.
Quels sont les désavantages de la stimulation magnétique transcrânienne
matériel requis coûteux, contre indications comme l’épilepsie, la stimulation peut activer des réseaux neuronaux et il est plus difficile de stimuler des régions sous-corticales
Expliquez le fonctionnement de la stimulation électrique transcrânienne
Cette méthode se base sur les principes de transmission du courant électrique en appliquant un très faible courant à travers deux électrodes dont l’un est positif (Anode) et l’autre négatif (Cathode). Cela va induire une diminution du seuil de décharge des neurones, donc une modulation de l’excitabilité du cortex
Que peut faire le courant lors de la méthode de la stimulation électrique transcrânienne
Il peut circuler dans une seule direction (tDCS), Il peut circuler dans des directions qui alternent de manière rythmique (tACS) et il peut circuler dans des direction qui alternent de manière aléatoire (tRNS).
Quelles sont les différents types d’applications de la stimulation électrique trancrânienne
Elle s’applique dans les études de la modulation des régions motrices (augmente ou réduit l’excitabilité corticale, mesure effets de la TMS) et s’applique chez les population cliniques comme la dépression (modulation du lobe préfrontal) ou l’AVC (modulation des régions motrices).
Quelle sont les avantages de la stimulation électrique transcrânienne
Non-invasif, peu cher, facile d’utilisation chez les populations cliniques et pourrait permettre une certaine causalité
Quels sont les désavantages de la stimulation électrique transcrânienne
Son mécanisme d’action est encore peu compris, activation de réseux de neurones (focalité) et les effets diffèrent selon les paramètres de stimulation (intensité, position des électrodes, etc.)
