Cours 2 Flashcards
Anatomique vs. fonctionnelle?
Anatomie : La structure/anatomie du cerveau est l’objet d’intérêt
Fonctionnel : La dynamique et l’Activité durant une tâche est l’objet d’intéret
Mesure directe vs. mesure indirecte
Mesure directe : directement sensible aux changements électriques des neurones
Modifications électrophysiologiques
Mesure directe de l’activité neuronale
Ex. EEG, MEG & EEG intracranien
Mesure indirecte : mesure Modifications hémodynamiques et métaboliques qui sont activer à cause des modifications électriques donc on mesure l’Activité électrique à partir des Modifications hémodynamiques et métaboliques
Modifications hémodynamiques et métaboliques (couplage neurovasculaire).
Mesures indirectes de l’activité neuronale
Ex. IRMf, TEP & NIRS
Contributions majeures des études en neuroimagerie
Outils diagnostique à haute performance AVC, trauma et lésions cérébrales Troubles neurologiques e.g. épilepsie Maladie de Parkinson’s Maladie d’Alzheimer Schizophrenie Dépression Troubles bipolaires
Complémentarité de la neuroimagerie avec les approches comportementales et lésionnelles
La neuroimagerie est un outil supplémentaire pour la recherche et pour le diagnostique clinique
Qu’à fait Hans Berger?
Hans Berger invente l’électroencéphalographie (EEG)
o Mesure non invasive de l’activité électrique du cerveau humain
o Première analyse d’Activité cérébrale non invasive
o Psychiatre allemand
Invention
l’électroencéphalogramme (EEG)
[Le premier à utiliser ce mot]
Découverte
Des ondes cérébrales 8-13 Hz (Ondes ‘Berger’) et 14-30 Hz
Modulations des rythmes cérébraux Yeux ouverts/fermés Sommeil/eveil Tâches mentales Sujets sains et populations cliniques
Qu’à fait Richard Caton
Premier enregistrement de l’activité électrique du cerveau
o Cerveau exposé (enregistrements invasifs)
o Singe et lapin
Qu’à fait adolf beck
Enregistrement de l’Activité électrique du cerveau
o Cerveau exposé (enregistrements invasifs)
o Chien
o Il n’était pas au courant des travaux de R Caton
Qu’à fait edgar D. Adrian
Partage le prix nobel de physiologie ou de médecine pour les découvertes sur les fonctions des neurones
o 10 ans après les enregistrements de Hans Berger
o Réussi a répliquer les résultats de Berger
o Rythme Alpha : 10 Hz
Qu’à fait W. Gray Walter
Neurophysiologiste et roboticien britannique/américain
o Première mise en place d’un système EEG à multiples électrodes
o 1957: il inventa le « Toposcope », permettant une quantification bidimensionnelle des ondes cérébrales.
Évolution de la MEG
1968 - David Cohen réalise le premier enregistrement (bruité) du signal magnétique cérébral (rythme alpha)
o Beaucoup plus récent que l’EEG
o Mesure du champs magnétique
o Première preuve de manière non-invasive de mesurer l’activité magnétique
1970 - James Zimmermann invente le SQUID* (superconducting quantum interference device)
o SQUID : permet de mesurer des champs magnétiques très petit via supraconductivité
1972 - David Cohen effectue le premier enregistrement MEG (1 capteur) à l’aide d’un SQUID
Le meg d’aujourd et de demain
La MEG aujourd’hui
o Helium liquide utilisée faire marché les capteurs SQUID phénomène de supraconductivité marche seulement quand il fait très froid
La MEG de demain…
o Technologie sans supraconductivité, mais plutôt avec OPM
o Plus facile de faire des études avec enfants
o Signal moins bruité
o Moins cher
o Pénurie d’hélium possible avec le système originale
o Expérience qui reflète la vie de tout les jours
o Hyperscanning : scan deux personnes en même temps
Comment ca fonctionne les PA
En fonction du type de neurotansmetteur (GABA, Glutamate, Acetycholine, Serotonin, etc.) relaché par le neurone pré-synaptique, et des recepteurs sur le neurone post-synaptique, l’ouverture des canaux ioniques mènera à…
o Dépolarisation PPS excitateur Favoriser un PA
o Hyperpolarisation PPS inhibiteur Défavoriser un PA
Pourquoi on utilise les PPS et pas les PA pour voir le signal EEG et MEG
Potentiel d’action (PA)
Diminution très rapide du champ de potentiel généré par PA avec distance
• PA dure moins de 5 ms trop court pour faire une sommation de plusieurs PA le pps est plus long, donc plus facile d’en avoir plusieurs pour la sommation
Potentiel Postsynaptique (PPS) Diminution moins rapide du champ de potentiel généré par PPS avec distance • Les PA ne sont pas à l’origine, car amplitude du signal diminue avec la distance On a plus de chance d’observer le PPS, car il diminue moins rapidement Durée + longue (qq 10aines msec)
Avantages
Avantage par rapport à la distance de conduction entre sources et surface du scalp
Plus favorable à la synchronisation temporelle de l’activité d’un grand nombre de neurones nécessaire à une visualisation en EEG ou MEG
Pourquoi els cellules pyramidales pour voir le signal meg et eeg
Organisation parallèle des neurones pyramidaux plus favorable à la sommation spatiale des courants nécessaire à une visualisation en EEG ou MEG
Configuration fermée : va s’Annuler, car les courants s’opposent
Configuration ouverte : va s’Ajouter les courants vont dans la même direction, et les cellules pyramidales ont cette organisation
Caractéristiques d’un signal EEG typique
o environ 100mV
o produit par 1 million de neurones au minimum
Qu’est-ce qu’un dipôle de courant
Un modèle simple pour l’électrophysiologie des assemblées neuronales
Une assemblée de neurone est un dipole de courant
Explique la modélisation des courants neuronaux
Si on connait le position du dipole dans une sphère et la géométrie du volume, on peut connaitre les champs électrique et magnétique qui va l’entourer
On a besoin de la modélisation pour connaitre la source –> on compare l’Activité du dipole a un certain endroit avec la vraie activité qu’on mesure
Si l’Activité mesurée vient d’un patch de neurones plus large on peut utiliser plus de dipole
On prend une IRM d’un individu, on prend son cerveau en 3D avec une simulation, on met plusieurs dipole sur le cerveau, on cherche quel dipole est le plus actif pour voir quelle région est plus en activité
Comment est le champs électrique par rapport au champs magnétique?
Courant électrique est orthogonal par rapport au champs magnétique
Différence dans qu’est-ce qu’on mesure avec EEG vs. MEG
o Avec eeg on mesure changement de potentiel au niveau du sclap
o Avec MEG on mesure le champs magnétique
Comment obtenons-nous une mesure avec l’EEG
Mesure d’une différence de potentiels
o Donc: mesure relative
On mesure une différence de potentiel
On mesure par rapport à une différence par rapport à un point de référence
Comment obtenons-nous une mesure avec la MEG
- Courant induit par les champs magnétiques neuronaux
- Le champs magnétique induit un courant dans la bobine et l’amplitude de ce courant (gros ou petit) nous informe sur l’amplitude du signal magnétique et ainsi sur l’activité du cerveau
Différence entre dipole radial et tangentiel
Dipole radial : vertical par rapport à la surface
Dipole tangentiel : horizontal par rapport a la tête
Vrai/Faux L’EEG et la MEG sont utilisés pour observé les changements d’Activation d’une source venant d’un dipôle tangentiel ou radial
Faux, car la MEG est aveugle aux sources radial
Lors d’étude dans une structure profonde du cerveau, quelle technique de neuroimagerie est meilleure?
L’EEG est meilleure pour les sources profondes
Instrumentation de l’EEG
Vers l’intégration de davantage de capteurs
o Jusqu’à 256
Toujours plus rapide
o < 1 milliseconde
o Fréquence d’échantillonnage : 1000 Hz = 1 prise d’infos par 1 milliseconde
Fiable et facile à poser
Système comment on met les électrodes (10-20)
o 10-20-20
Une électrode est prise comme référence
Qu’est-ce que le reréférencement
?
On fait la différence entre chaque électrode qui sont placés et on utilise pas celle de référence
Instrumentation de la MEG
Chambre blindée
Helium liquide
Capteurs
Amplificateurs
La MEG mesure des _______________ 1 million de fois plus petit que le _______________
La MEG mesure des champs magnétique 1 million de fois plus petit que le champ magnétique terrestre
Différence MEG et EEG
MEG
- Mesure le champ magnétique
- Réponse dipolaire perpendiculaire à la direction du dipôle
- Réponse focale
- Peu affectée par tissus cérébraux
- Sélectif pour sources tangentielles
- Peu sensible aux sources profondes
- Appareillage coûteux
EEG
- Mesure le potentiel électrique
- Réponse dipolaire parallèle à la direction du dipôle
- Réponse diffuse
- Très affectée par les tissus
- sensible à toutes orientations
- sensible aux sources profondes
- Appareillage moins cher
À quoi correspond la différence de conductivité
- Un champ électrique se fait entraver par le tissu cérébrale alors que le champ magnétique ne se fait pas déranger par ces tissus
Caractéristiques du rythme alpha
État de vigilance
8-13 Hz
Régions occipito-pariétales
Alpha : Fermer les yeux ou que la personne est fatigué –> on tombe en alpha
Caractéristique rythme mu
Mouvement
7-11 Hz
Régions centrales
Mu : Même fréquence que alpha, mais si centrale on parle de mu
Caractéristiques rythme Thêta
(4-7 hz)
Thêta : repos et calcul mental
Calcul mental beaucoup plus rythmique que pendant le repos
Région frontal
Tâches à faire dans le prétraitement des données
Prétraitements nécessaires:
Nettoyage : On enlève l’impact de l’artéfacts application d’un algorithm
Rejet : On perd des données, on enlève une partie des données
Comment fait-on pour obtenir une activité évoquée claire avec de multiples essais
On moyenne plusieurs essais ensemble pour enlever la variabilité présente avec chaque essai
1 seul essai est très bruité donc on moyenne les différents essais pour enlever la variabilité
Tout ce qui est variable a travers les différentes présentations disparait avec le processus de moyennage
Quelles sont les 2 propriétés d’une stimulation
Latence et amplitude
Quelles sont les manière d’analyser un signal
On peut analyser a travers le temps (Potentiel évoqué) ou à travers les fréquences (alpha, thêta) ou la combinaison des deux
Dans l’étude avec le chien dalmatien qu’Est-ce que l’Effet de priming
Effet priming : montrer un indice par rapport à ce qu’elle cherche va activer des région cérébrale de la personne contrairement à quelqu’un qui n’aura pas l’indice et ne trouvera pas ce qu’elle est supposer chercher
Qu’est-ce que l’Estimation des signaux de sources
Estimation de l’activité et localisation des générateurs cérébraux à l’origine de l’activité mesurés au niveau de la surface
