Cours 3 Flashcards
S’agit-il d’une réponse cérébrale induite ou évoquée?
- Un concept très important est de savoir si l’activité cérébrale est en phase avec la stimulation (enlignée sur la stimulation) ou a-t-elle été induite par la stimulation?
- Réponse évoquée :
o La réponse évoquée est en phase avec l’apparition de la stimulation – c.a.d., qu’elle survient toujours plus ou moins au même moment par rapport à la stimulation pour chaque essai. Il est possible de faire ressortir la réponse évoquée par un processus de moyennage à travers les essais sur la série temporelle.
o Patron d’activité provoqué presque automatiquement avec la stimulation - Réponse induite :
o La réponse induite n’est pas en phase avec l’apparition de la stimulation – c.a.d., qu’elle survient à différents moments au cours de l’essai. Le processus de moyennage sur la série temporelle à travers les essais ne peut faire ressortir la réponse induite. Survient à différents moments, donc n’est pas nécessairement alignées avec la stimulation - P.ex., tâche attentionnelle où on doit déterminer s’il s’agit d’un « p » ou d’un « o » évoquée, car on stimule vraiment les sens
- P.ex. induite, on cherche le corrélat neuronal du moment où les personnes trouvent la réponse à une équation mathématique. Va être induite car réponse va varier d’un essai à l’autre dépendamment de l’équation mathématique.
- Donc lorsque on a des patrons d’activation qui varient, il s’agit d’une réponse induite
- Moyenne de réponse évoquée : va obtenir une courbe qui correspond à une réponse moyenne pour tous les essais
- Moyenne de réponse induite : ne peut pas obtenir de courbe/moyenne car les réponses ne correspondent pas d’un essai à l’autre
Quelle est une autre question très importante à se poser lors de l’enregistrement de l’activité cérébrale?
- À quel moment la mesure a-t-elle été extraite? Sur quel événement l’activité cérébrale est-elle centrée?
- L’autre grande question est quand est-ce qu’on a pris l’enregistrement de la réponse cérébrale? Est-ce qu’on l’a pris dans la période qui précède ou qui suit l’apparition du stimulus?
Qu’est-ce que la mesure de l’activité électrophysiologique et le couplage neurovasculaire?
- EEG : se base directement sur l’activité des neurones
- Si on compare à IRM qui s’intéresse au couplage neurovasculaire, donc beaucoup plus difficile d’avoir une mesure précise au niveau du temps
Quelle est l’histoire en bref de l’invention de l’EEG?
- Richard Caton (1842-1926) :
o Médecin britannique
o Enregistrement de l’activité électrique du cerveau chez le lapin (et singe) à l’aide d’un galvanomètre - Hans Berger (1873-1941) :
o 1924 : Invention de l’électroencéphalographie. Mesure de l’activité cérébrale
o On donne plus souvent la paternité de l’EEG à Hans Berger
o Caractéristiques de l’EEG de Hans :
–> Yeux ouverts/yeux fermés
–> Sommeil/éveil
–> Tâches mentales
–> Sujets sains/population clinique
–> Découverte des « ondes » cérébrales (oscillations) de 8 à 13 Hz (ondes de Berger… Aujourd’hui oscillations alpha) - Edgar Adrian (1889-1977) :
o Électrophysiologie britannique
o Confirme les résultats de Hans Berger. Rythme alpha - William Grey Walter (1910-1977) :
o Neurophysiologiste et roboticien américain
o Enregistrement de plusieurs électrodes simultanément
–> Ses travaux ouvrent la voie à la localisation (la triangulation)
–> Il localise le rythme alpha dans la région occipitale
–> Il découvre une composante négative dans l’EEG associée à l’anticipation
–> A inventé EEG à plusieurs électrodes, et lorsqu’on a plusieurs électrodes on peut faire de la triangulation, soit essayer de trouver d’où vient l’activité
Qu’en est-il de l’EEG aujourd’hui?
- EEG a une très grande histoire, surtout au niveau de la médecine
- Est très utile pour suivre/traiter des maladies comme l’épilepsie
- L’EEG aujourd’hui :
o 32/64/256 électrodes
o Avec/sans gel (gel ou eau saline = conducteur, facilite la conductance)
o Avec/sans fil
Quelles sont les caractéristiques de base de l’EEG?
- EEG est peu comme un voltmètre
- Électrodes enregistrent des différences dans le champ électrique
- Va toujours avoir une électrode de référence, donc est toujours une mesure relative
- On envoie les enregistrements de variations dans un amplification (en plus surtout comparé aux changements de champ électrique dans notre environnement) ce qui nous permet d’avoir notre EEG
- Cette différence de voltage incorpore toutefois du bruit électrique (nuisance) ambient… après tout nous sommes entourés d’appareils électriques
- Méthode différentielle : ajout d’un ground et d’une inversion pour annuler le bruit et isoler le signal d’intérêt au niveau de l’amplificateur
o [E(active) – E(ground) + bruit] – [(E(reference) – E(ground) + bruit)] = E(active) – E(reference)
o But du ground est d’estimer le niveau de bruit pour essayer par la suite d’avoir le moins de bruit possible - Montage bipolaire : 1 vs 1
o Tue le signale car lorsqu’on inverse le rôle de référence entre les deux électrodes, on enregistre la même chose mais de l’autre sens et donc si on essaie de faire une moyenne, on ne va rien trouver car elles s’annulent.
o Bipolaire –> électrodes peuvent s’autoréférencer entre elles - Montage unipolaire : 1 vs tous
o Monopolaire : on utilise une seule électrode et toute les autres vont être référencées par rapport à elle.
o Monopolaire –> une seule électrode est la référence pour tout le monde - L’EEG se mesure en microvolt, mais comme la valeur obtenue est toujours relative par rapport à une référence, il est difficile d’interpréter dans l’absolue. En fait, les valeurs peuvent changer suivant le traitement et l’analyse des données. De plus, les valeurs en microvolts relèvent de facteurs qui ne correspondent pas à l’activité neuronale, telles que la conductance des différents tissus (p.ex., la forme de la tête, l’orientation de la source, la profondeur de la source, ou la forme des gyrus et des sillons. Par conséquent, l’EEG produit une mesure que l’on utilise de façon relative.
Quelle est une bonne métaphore que l’on peut imaginer de l’EEG?
- Faire de l’EEG, s’est comme aller à un match et d’essayer de savoir ce qui se passe durant le match seulement en ayant placé des micros dans le stade
- On essaie de faire des inférences à partir d’infos que l’on récolte à l’extérieur de la boîte crânienne
Quelles sont les caractéristiques des mesures de l’EEG?
- Qualité de la mesure :
o Sensibilité de l’outil de mesure
o Densité du courant
o Distance et orientation de la source
o La conductivité des tissus - Une source contribue à plusieurs électrodes à la fois ou une électrode représente l’activité de plusieurs sources sous-jacentes à la fois
- Donc à cause de cela, il n’y a pas une très bonne résolution spatiale avec l’EEG mais en revanche, il y a une très bonne résolution temporelle
Quelle est une considération supplémentaire à avoir lorsqu’on effectue un EEG?
- Les différents tissus altèrent le signal (différents niveaux de conductivité)
- Selon le tissu, la conductivité des signaux de l’EEG seront différents et donc la qualité du signal
Quel est un aspect pratique critique de l’EEG pour assurer un bon signal?
- Impédance : la résistance entre l’électrode et la peau –> l’importance de conserver l’impédance basse pour obtenir un signal de qualité
- Application de gel est courante pour assurer la conductance (assure un contact entre la peau et l’électrode pour maintenir l’impédance basse). Fait en sorte que la préparation est longue et inconfortable
- On peut modéliser toute la conductance du circuit électrique avec des modèles comme ça
- Il faut cependant éviter de faire un pont, c’est-à-dire mettre deux électrodes tellement proches qu’elles vont être collées avec le gel et en bout de ligne, collecter les mêmes informations
Où place-t-on les électrodes de l’EEG? Qu’est-ce que le système international de placement d’électrodes 10-20?
- On nomme les électrodes selon où elles se trouvent
- À droite : tous les chiffres pairs
- À gauche : tous les chiffres impairs
- La distance par rapport à la ligne médiane va être donnée par le chiffre, donc plus est petit, plus est proche de la ligne médiane (seulement dans la même hémisphère)
o LOBE
–> Fp : Frontal Pole,
–> F : Frontal
–> C : Central
–> P : for parietal
–> O : for occipital
–> T : for temporal
o ÉLECTRODE
–> Pair hémisphère droite
–> Impair hémisphère gauche
–> Z médiane
Qu’est-ce que la représentation topographique des données?
- Représente l’activité que l’on mesure au niveau du placement de nos électrodes
- Elle nous donne quand même de l’information même si pas meilleure résolution spatiale, mais après nous n’avons tout de même pas de correspondance directe avec la source
Qu’est-ce que le pré-traitement des données?
- Élimination des artefacts (oculaires, cardiaques, mouvements) et préparation des données pour analyse
- Avec un EEG non traité, il impossible de tirer des conclusions
- Il faut donc pré traiter les données :
o Raw data –> Data segmentation –> Artifacts removal –> 0.1~30 Hz filtering –> Re-reference –> Baseline correction - Critique : on veut éliminer les artéfacts qui contamine nos données
- Par la suite, on va parfois appliquer un filtre qui vise à couper certaines oscillations. D’habitude, on va filtrer les oscillations rapides
Qu’est-ce qu’un artéfact?
- Appareils électroniques et ligne de courant
- Contact avec la peau
- Câbles du système : dès que le sujet bouge sa tête car n’est pas confortable, fini l’EEG est contaminé
Comment peut-on identifier les artéfacts?
Analyse en composantes indépendantes :
- Source signals –> Recorded Mixed Signal –> Derived Source Signals
- Pour avoir le signal d’intérêt, on peut décomposer le signal en différentes composantes individuelles/différentes sources avec une stratégie mathématique
Analyse en composantes indépendantes pour identifier les artéfacts : Décomposer le signal EEG en différentes sources spatiales indépendantes qui varient dans le temps
- Suppose que :
o L’EEG reflète un mélange d’activité cérébrale et artéfactuelle temporellement indépendantes
o L’activité à chaque électrode reflète la somme linéaire de potentiels provenant du cerveau, du scalpe et du corps
o L’idée est que parmi les composantes, il va y avoir certaines sources qui vont correspondre aux artéfacts physiologiques et non physiologiques (mais surtout physiologique)
- On fois qu’on a trouvé les artéfacts, on peut éliminer leurs contributions sur notre EEG
- Le but ici est vraiment de s’assurer qu’on aille le moins de bruit possible
- Correction de base : prendre l’EEG et le déplacer en fonction de l’autre condition. On veut que les deux conditions soient alignées car on ne peut pas savoir si cela est dû à un événement qui s’est produit avant
- Projection de l’activité sans les composantes artéfactuelles permet d’obtenir un EEG corrigé
