Cours 2: EEG, MEG Flashcards
Montre quoi?
L’importance de la répétition de stimulus
De quel activité rythmique spontannée s’agit-il?
Mu (7-11 Hz)
MEG
1968:
1970:
1972:
1968: David Cohen réalise le premier enregistrement (bruité) du signal magnétique cérébral (rythme alpha)
1970: James Zimmermann invente le SQUID* (superconducting quantum interference device)
1972: David Cohen effectue le premier enregistrement MEG (1 capteur) à l’aide d’un SQUID.
Adolf Beck:
- Physiologiste polonais
- 1890 enregistrement de l’activité électrique du cerveau…
- Mais, cerveau exposé (enregistrements invasifs) de chien.
- N’était pas au courant des travaux de Caton
Variations dans les EEG ajd:
Électrodes: 32/ 64/ 256
Gel: avec ou sans
Fil: avec ou sans
Les signaux EEG et MEG issus de la sommations temporelle et spatiale des potentiels post-synaptiques (PPS) des cellules pyramidales du cortex cérébral.
Pk les PPS?
PPS =
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
Combien de couches corticales?
6
De quel activité rythmique spontannée s’agit-il?
Thêta (4-7Hz)
Activités évoquées Expliquer
Moyennage synchronisé de signaux évoqués par l’apparition d’un stimulus (Dawson, 1951)
- Répétition des stimulations
- Hypothèses:
Reproductibilité des événements neuronaux évoqués par la stimulation et la tâche, et de l’état du sujet
EEG
1- Le décours temporel des variations électrique locale apparait où?
2- Cela résulte en quel types de mesures?
1- Sous une ou entre deux électrodes données
2- Mesure monopolaire (toujours meme électrode de réference) ou mesure bipolaire (2 électrodes référentiées l’une a l’autre)
De quel activité rythmique spontannée s’agit-il?
Alpha (8-13 Hz)
Superficielle, profonde, cortex interne, externe, MEG, EEG
Richard Caton:
- Chirurgien britannique
- 1875 1er enregistrement de l’activité électrique du cerveau…
- Mais, cerveau exposé (enregistrements invasifs) de singe et lapin.
Dipoles sur la surface corticale: Un sillon = tangentiel ou radial. Un gyrus tangentiel ou radial
Gyrus = radial
Sillon = Tangentiel
2 types de dipôles:
Radiaux
Tangentiels
De quoi s’agit-il?
Moyennage synchronisé à 1 stimulus
Amélioration du rapport signal/bruit
MEG system
1- SQUIDs and flux transformers are in what?
2- Operated within what?
1- In a cryogenic vessel (Dewar) filled with liquid Helium (4.2 K = -269 Celsius)
2- Within a magnetically shielded room
EEG, MEG, radial, tangentiel, type de géométrie
1 : Neurone pré-synaptique a un _________ qui est transmis et libère des neurotransmetteurs dans la fente synaptique, 2 : ce qui crée un potentiel post synaptique (PPS), 3 : qui favorise ou défavorise un PA dans le neurone post synaptique.
1 : Neurone pré-synaptique a un potentiel d’action (PA) qui est transmis et libère des neurotransmetteurs dans la fente synaptique, 2 : ce qui crée un potentiel post synaptique (PPS), 3 : qui favorise ou défavorise un PA dans le neurone post synaptique.
Analyses des signaux de surface (EEG/MEG)
Prétraitements nécessaires:
(a) Nettoyage d’artefacts (b) Rejet d’artefacts
Hans Berger:
- Psychiatre allemand
- 1924 invente l’EEG (1er à utiliser ce mot) –> publication 1929
- Mesure non invasive de l’activité électrique du cerveau humain
- Découvre les ondes cérébrales 8-13 Hz (ondes ‘Berger’) et 14-30 Hz
- Histoire accident à cheval = Phénomène de télépathie avec soeur
- Modulations des rythme cérébraux: (Yeux ouverts/fermés; Sommeil/éveil; Tâche mentales; Sujets sains et pop clinique)
Principe de l’EEG :
- Mesure d’une différence de potentiels (Donc: mesure relative, car il faut une éléctrode de référence)
- Mesure d’une différence de potentiels à la surface du scalp (10- 100 microV)
Analyse de puissance spectrale
- À quel fréquence qqch est présent (spectre = a peu près la fréquence)
- Analyse du signal dans le domaine fréquentiel
- Contenu à travers les fréquences: Transformation de Fourier (FFT)
Selon cette la fleche qui indique la direction du courant ou se trouve le negatif et le positif?
—>
Négatif à gauche et positif à droite
(négatif toujours au commencement du courant)
Instrumentation MEG
Représentation Temps-Fréquence :
Décomposition du contenu du signal EEG/MEG à travers le temps et les fréquences
W. Gray Walter
- Neurophysiologiste et roboticien britannique/américain
- 1ere mise en place d’un système EEG à multiples électrodes
- 1957: invente le «toposcope» , permettant une quantification bidimensionnelle des ondes cérébrales
Potentiels / champs évoqués
Nomenclature
Instrumentation EEG
1- Vers l’intégration de davantage de capteurs: combien?
2- Toujours plus rapide: combien de milliseconde
3- Avantage:
1- Vers l’intégration de davantage de capteurs: • Jusqu’à 256
2- Toujoursplusrapide: • < 1 milliseconde
3- Fiable et facile à poser
De quoi s’agit-il?
D’une analyse spectrale
Un moyennage synchronisé au stimulus permet quoi?
PErmet une amélioration du rapport signal / bruit
Analyses des signaux de surface (EEG/MEG)
1- Prétraitement des données
2- Moyennage synchronisé de signaux évoqués par l’apparition d’un stimulus
3- Analyse de puissance spectrale
4- Représentation Temps-Fréquence
5- Evoked vs. Induced oscillations
6- Cartes TF: activité évoquée vs. Activité induite
Niveau micro mesure quoi?
Niveau meso mesure quoi?
Niveau macro mesure quoi?
Micro : mesure d’un seul dipole. Meso : mesure plusieurs dipoles. Macro : IRM anatomique : trouver cerveau 3D, mettre dipole sur tout le cerveaus, mesure de l’activité cérébrale, mesurer l’activité de tous les dipoles actifs.
Définition Estimation des signaux de sources
Définition
Estimation (ou reconstruction ou ‘localization’) de l’activité et localisation des générateurs cérébraux à l’origine de l’activité mesurés au niveau de la surface
DIFFERENCES ENTRE MEG ET EEG
Mesure quoi?
Réponse perpendiculaire ou parralèle au dipole?
Réponse focale ou diffuse?
Affecté ou non par tissus cérébraux?
Sensible a quelle orientation de dipole?
Sensible ou non aux sources profondes?
Couteux ou non?
MEG // EEG
Mesure le champ magnétique // Mesure le potentiel électrique
Réponse dipolaire perpendiculaire à la direction du dipôle // Réponse dipolaire parallèle à la direction du dipôle
Réponse focale // Réponse diffuse
Peu affectée par tissus cérébraux // Très affectée par les tissus
Sélectif pour sources tangentielles // sensible à toutes orientations
Peu sensible aux sources profondes // sensible aux sources profondes
Appareillage coûteux // Appareillage moins cher
*Comparaison PA et PPS sur la distance et le temps
Potentiel d’Action (PA)
Diminution très rapide du champ de potentiel généré par PA avec distance
Durée PA trop brève (<5 ms)
Potentiel Postsynaptique (PPS)
Diminution moins rapide du champ de potentiel généré par PPS avec distance
Durée + longue (qq 10aines msec)
Potentiels/Champs Evoquées
Réponses provoquées par une stimulation 2 propriétés:
latence et amplitude
EEG, MEG, radial, tangentiel, type de géométrie
Exemples de rythmes cérébraux (3), à quoi ils sont associés, leurs fréquence, endroit du cortex
Rythme alpha
- vigilance
- 8-13 Hz
- Régions occipito-pariétales
Rythme mu
- mouvement
- 7-11 Hz
- Régions centrales
Rythme thêta
- 4-7Hz
- le long du scillon central et cortex frontal près du pariétal
augmentation des oscillations gamma dans le cortex occipital, lors d’une tâche visuelle = de quel type?
type induced
Combien y a-t-il de capteur dans le système MEG ajd?
environ 200
Est ce le côte entrant ou sortant du Champ magnétique qui est positif?
Selon la flèche qui indique la direction du courant quel est le côté positif et négatif tu CM?
—>
C’est le côté sortant
Positif en haut, négatif en bas
Les signaux EEG et MEG issus de la sommations temporelle et spatiale des potentiels post-synaptiques (PPS) des cellules pyramidales du cortex cérébral.
Pk les cellules pyramidales?
L’Organisation parallèle des neurones pyramidaux plus favorable à la sommation spatiale des courants nécessaire à une visualisation en EEG ou MEG
Différence entre evoked et induced potential
Le evoked se presente toujours au mm moment tandis que le induced non, donc avec les repétitions on perd l’information induced qui est potentiellement importante donc on fait un “time frequency power average “
EEG
1875:
1890:
1924:
1934:
1936:
1875: R. Carton –> 1er enregistrement de l’activité électrique du cerveau (invasif)
1890: A. Beck –> Enregistrement de l’activité électrique du cerveau (invasif)
1924: H. Berger –> Invention de l’EEG (non-invasif)
1934: E. D. Adrian –> 1ere confirmation publique des résultats de Hans Berger sur le rythme « alpha »
1936: W. Gray Walter –> 1ere mise en place d’un système EEG à multiples électrodes
Signaux EEG et MEG issus de…
Sommations temporelle et spatiale des potentiels post-synaptiques (PPS) des cellules pyramidales du cortex cérébral.
Edgar D. Adrian
- Électrophysiologiste Britannique
- Prix nobel en 1932 avec Scott Sherrington sur les fct des neurones
- 1ere confirmation publique des résultats de Hans Berger sur les rythmes ‘alpha’ ou ‘Berger’
premier électroencéphalogramme (EEG):
premier magnétoencéphalogramme (MEG):
premier électroencéphalogramme (EEG): 1929
premier magnétoencéphalogramme (MEG): 1972
Mesure monopolaire ou bipolaire,
comment fonctionne les électrode entre elles?
Principe de la MEG
•Courant induit par les champs magnétiques neuronaux
Chute rapide avec la distance à la source
Courant induit dans bobine –> Détection de courant
Potentiels/Champs Evoquées
Nomenclature :
- Nxxx : onde EEG négative pointant à xxx ms
- Pxxx : onde EEG positive
- Mxxx : onde MEG ……..pointant à xxx ms
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…
Dépolarisation –> PPS excitateur –> Favoriser un PA
Hyperpolarisation –> PPS inhibiteur –> Défacoriser un PA
Artefacts peuvent être du à
oculaires, cardiaques, musculaires, respiratoires,…..
