Cours 1 Flashcards
1
Q
Quels sont les objectifs du cours?
A
- Quel est le principe physique qui nous permet d’obtenir une mesure?
- Quel est le principe physiologique, c’est-à-dire quel aspect biologique du cerveau mesure-t-on?
- Quelles méthodes d’analyse sont nécessaires pour pouvoir interpréter les données?
- Quelles questions de recherche peuvent être étudiées avec ces techniques?
2
Q
Quelles sont les différentes techniques de neuroimagerie pour étudier la cognition?
A
- Changements structuraux :
o IRM T1 (IRM structurelle)
o IRM de diffusion - Relations fonctionnelles :
o IRMf activation
o IRMf au repos
o TEP
o Imagerie optique
3
Q
Comment choisir la technique appropriée?
A
- Entre autres, selon la résolution spatiale et temporelle spécifique à chaque technique
4
Q
Qu’est-ce qu’un appareil d’imagerie par résonance magnétique?
A
Un IRM permet de mesurer les propriétés magnétiques du cerveau
5
Q
Pourquoi l’IRM T1 est un bon outil pour les études des variations morphologiques?
A
- Il existe des différences morphologiques d’un cerveau à l’autre – ici entre sujet âgé en santé, patient souffrant de troubles cognitifs légers (MCI) ou de démence Alzheimer (AD)
- L’IRM T1 a un bon contraste entre matière blanche, matière grise et liquide céphalo-rachidien.
- IRM T1 a une bonne résolution spatiale et a donc besoin de peu de voxels (unités plus pertinentes que les pixels puisque qu’on regarde le volume du cerveau, en 3D)
- On peut suivre le vieillissement normal et pathologique avec cet outil car l’atrophie du cerveau va être plus grande chez les personnes souffrant d’un vieillissement pathologique
6
Q
Qu’est-ce que la volumétrie?
A
- Une aire de la matière grise est segmentée sur la base de repères anatomiques (ex., sillons), automatiquement ou manuellement.
- On régresse les volumes obtenus avec une ou des variables explicatives.
- Limitation : la segmentation peut être difficile et subjective.
- Technique structurelle. Correspond donc à une aire du cerveau avec des critères de où elle commence et où elle finit
7
Q
Quelles sont les principes et échelles de l’IRM structurelle?
A
- Principe physique : mesure des propriétés magnétiques locales
- Principe biologique : différents tissus perturbent le champ magnétique de manières différentes
- Non invasif : n’a aucun effet connu
- Échelle spatiale : 1mm à quelques 100μm (moins chez l’animal)
- Échelle temporelle : changements mesurables prennent typiquement des moins ou des années
- Donc, règle générale, si on fait des images du cerveau chez un patient en santé à de longs intervalles, on ne devrait pas voir beaucoup de différences même dans ce cas.
8
Q
Quelles sont les caractéristiques de l’IRMf?
A
- L’IRMf est une modalité 4D : volume 3D + temps
- Pour chaque voxel, on a une série de mesures (de quelques dizaines à quelques centaines) séparées dans le temps de quelques centaines de millisecondes à quelques secondes (plus typique, d’habitude une mesure toute les 1 à 3 secondes)
- On n’obtient pas une aussi belle image que pour la structurelle, on a besoin de plus de voxels
9
Q
Qu’est-ce que le couplage neurovasculaire?
A
- Le réseau sanguin capillaire arrive au voisinage des populations de neurones avec une taille fine (~10 microns), permettant de réguler l’oxygénation sanguine de manière fine et locale.
- IRMf mesure une activité neurovasculaire
- En regardant la quantité d’oxygène dans le sang d’une partie du cerveau, on peut déterminer si la région a été plus ou moins active à cette période
- On va limiter notre capacité à déterminer des phénomènes neuronaux très rapides car les changements vasculaires sont des phénomènes qui sont lents
10
Q
Quels sont les principes et échelles de l’IRMf?
A
- Principe physique : propriété magnétique oxy vs déoxy-hémoglobine
- Principe biologique : couplage hémodynamique
- Non-invasif : aucun effet adverse connu
- Échelle spatiale : 1-3mm (moins chez l’animal)
- Échelle temporelle : quelques centaines de ms à quelques s (*on ne va jamais aller à l’ordre de la milliseconde car il s’agit d’un phénomène vasculaire
11
Q
Quel est le principe derrière l’IRM de diffusion?
A
- Un peu comme une goutte d’encre que l’on laisse diffuser dans un verre d’eau. L’encre va finir par colorer toute l’eau du verre mais jamais le verre en soit, un peu comme l’eau avec les axones.
12
Q
Qu’est-ce que la diffusion anisotropique?
A
- La diffusion de l’eau est sensible à la microstructure de la matière blanche et elle donne un accès non-invasif à son orientation.
- On regarde comment la diffusion de l’eau va impacter la forme des axones
- Les gros câbles vont donc empêcher la diffusion de l’eau, c.-à-d. que les axones vont empêcher la diffusion de l’eau : avec ça on peut faire une mesure directe de la direction dans laquelle l’eau diffuse
13
Q
Qu’est-ce que la tractographie et comment peut-elle être utilisée pour la modélisation du cerveau?
A
- Permet de représenter les faisceaux de matière blanche générée grâce à des données d’IRM de diffusion.
- Diffusion : on regarde juste si on a des axones et dans quelle direction ils pointent
- On ne peut pas inférer de causalité ou essayer de trouver des réseaux dans le cerveau
14
Q
Quels sont les principes et les échelles derrière l’IRM de diffusion?
A
- Principe physique : mesure des propriétés magnétiques locales
- Principe biologique : la direction des fibres de matière blanche contraint la diffusion de l’eau
- Non-invasif : aucun effet adverse connu
- Échelle spatiale : ~2mm (moins chez l’animal)
- Échelle temporelle : changements mesurables prennent typiquement des moins ou des années (changements très lents car technique structurelle)
15
Q
Quels sont les principes de l’imagerie optique?
A
- Illumination proche infra-rouge –> détection lumineuse
- Les variations di signal en imagerie optique sont sensibles au couplage neurovasculaire, tout comme l’IRM fonctionnel.
- Donc on essaie de voir si la lumière ressort ou si elle a été absorbée
- Si elle a été beaucoup absorbée = pas beaucoup de sang oxygéné
- Permet de mesurer l’activité fonctionnelle comme en IRMf
- Mais en IRMf, on a des voxels. Donc, on a une bonne idée de l’aire dans laquelle on mesure et donc une meilleure idée de notre résolution spatiale. En imagerie optique, on peut voir que le faisceau est dévié et a une forme de banane donc on a une moins bonne résolution spatiale.
