Cours 3: Méthodes d'investigation en neurosciences

Question 1

Quels sont les deux grands types de méthodes d’investigation en neurosciences?

Answer 1

1) les méthodes structurelles (anatomie, histologie); 2) les méthodes fonctionnelles (effets des lésions, enregistrement de l’activité cérébrale)

Question 2

Quelles sont les 3 méthodes structurelles?

Answer 2

1) CT-Scan;
2) IRM;
3) échographie trans-fontanelle

Question 3

Quelles sont les 7 méthodes fonctionnelles?

Answer 3

1) Lésions;
2) enregistrement électrophysiologique unitaire;
3) électroencéphalographie (EEG);
4) Magnétoencépholographie (MEG);
5) IRMf;
6) Stimulation magnétique transcrânienne (TMS);
7) Tomographie par émission de positrons (TEP/PET)

Question 4

Comment fonctionne le CT-Scan?

Answer 4

Des rayons X sont projetés à travers le cerveau en faisant le tour complet de la tête

Question 5

Quelles sont quelques applications du CT-Scan?

Answer 5

Déceler tumeurs, hémorragies internes, fractures du crâne

Question 6

Quels sont les 3 avantages du CT-Scan?

Answer 6

1) Rapide;
2) Peu coûteux (en comparaison aux autres méthodes);
3) pas de contre-indications (sauf femmes enceintes)

Question 7

Quelles sont les 3 limites du CT-Scan?

Answer 7

1) irradiations importantes;
2) artefacts créés par tissus durs;
3) Résolution moins précise pour tissus mous

Question 8

Comment fonctionne l’IRM?

Answer 8

L’IRM utilise un champ magnétique puissant et des ondes radioélectriques (radiofréquences) pour produire des images du cerveau. Les noyaux d’hydrogènes s’orientent dans le même sens grâce au champ magnétique et puis une réponse électrique différente selon la densité en hydrogène des tissus est émise lorsque les atomes d’hydrogène se détournent de leur alignement.

Question 9

Quels sont quelques applications de l’IRM?

Answer 9

Déceler tumeurs, hémorragies, AVC, infections, anomalies développementales

Question 10

Quels sont les trois avantages de l’IRM?

Answer 10

1) Non-invasif;
2) excellente résolution spatiale;
3) très bon contraste pour les tissus mous;

Question 11

Quelles sont les limites de l’IRM?

Answer 11

1) Coût onéreux;
2) faible disponibilité;
3) plusieurs contre-indications (prothèse ferromagnétique, corps métalliques, tatou)

Question 12

Comment fonctionne l’échographie transfontannelle?

Answer 12

La sonde envoie des ultrasons à travers les tissus, qui sont renvoyés sous forme d’écho

Question 13

Quelles sont les applications de l’échographie transfontannelle?

Answer 13

détection de malformation cérébrale (ex: hydrocéphalie), suspicion d’infection, hémorragie

Question 14

Quels sont les 4 avantages de l’échographie transfontannelle?

Answer 14

1) rapide;
2) non-invasif;
3) technologie portative;
4) alternative intéressante à l’IRM chez les bébés (sédation non-requise)

Question 15

Quelles sont les 2 limites de l’échographie transfontannelle?

Answer 15

1) la fontannelle doit être ouverte (donc seulement chez les bébés de moins de 9 mois)
2) difficulté de voir toutes les structures du cerveau

Question 16

Quelles sont les 3 raisons pour lesquelles nous étudions les lésions cérébrales chez les animaux?

Answer 16

1) Pour étudier lien structure/fonction;
2) pour développer de nouvelles techniques;
3) pour mieux comprendre les mécanismes de régénérescence du cerveau

Question 17

Comment étudie-t-on les lésions cérébrales chez les êtres humains?

Answer 17

1) trauma (ex: Phineas Gage);
2) chirurgie (ex: H.M.);
3) stimulation magnétique transcrânienne (lésion réversible )

Question 18

Comment fonctionne L’EEG?

Answer 18

L’EEG enregistre l’activité électrique de groupes de neurones grâce à des électrodes installées sur le crâne

Question 19

Quels sont les 2 types d’analyses possibles avec l’EEG?

Answer 19

1) Le potentiel évoqué (variation du potentiel électrique évoquée par présentation d’un stimulus)
2) oscillations cérébrales (décomposition mathématique du signal électrique en différentes oscillations cérébrales qui le compose –ex: ondes gamma, thêta, etc.)

Question 20

Quels sont les 5 avantages de l’EEG?

Answer 20

1) Peu coûteux;
2) facilement utilisable chez plusieurs populations;
3) système assez portatif;
4) excellente résolution temporelle;
5) permet de mesurer des changements électriques globaux

Question 21

Quelles sont les 2 limites de l’EEG?

Answer 21

1) faible résolution spatiale;

2) sensible aux artéfacts électriques (machines dans la pièce, contractions musculaires, etc.)

Question 22

Comment fonctionne la MEG?

Answer 22

La MEG enregistre les champs magnétiques générés par l’activité de groupes de neurones (tout courant électrique génère un champ magnétique)

Question 23

Quels sont les 3 avantages de la MEG?

Answer 23

1) bonne résolution spatiale (meilleure que EEG);
2) excellente résolution temporelle;
3) non invasif

Question 24

Quelles sont les 2 limites de la MEG?

Answer 24

1) coûteux;

2) analyses et protocoles expérimentaux complexes

Question 25

Comment fonctionne l’IRMf?

Answer 25

Elle enregistre les variations hémodynamiques cérébrales. Le flux sanguin et l’activité des neurones sont couplés (+ de sang dans une région, plus d’activité neuronale)

Question 26

Quels sont les 3 avantages de l’IRMf?

Answer 26

1) excellente résolution spatiale;
2) accessibilité croissante;
3) non invasif

Question 27

Quelles sont les 4 limites de l’IRMf?

Answer 27

1) coûteux;
2) faible résolution temporelle;
3) contre-indications (même que pour l’IRM)
4) inconvénients pendant l’expérimentation (bruit, espace restreint)

Question 28

Comment fonctionne la TMS (stimulation magnétique transcrânienne)?

Answer 28

Des impulsions magnétiques modifient le fonctionnement cérébral; le champ magnétique envoyé par la bobine produit un courant électrique dans le cortex, induisant une dépolarisation de la population neuronale ciblée

Question 29

Quels sont les 2 types d’utilisations de la TMS (stimulation magnétique transcrânienne)?

Answer 29

1) mesure fonctionnelle (stimuler une région du cerveau pour étudier son fonctionnement et l’impact de tâches sur l’activation de cette région);
2) lésion virtuelle (stimulation répétée d’une région pour activer ou inhiber le fonctionnement de cette région)

Question 30

Quels sont les 2 avantages de la TMS (stimulation magnétique transcrânienne)?

Answer 30

1) non-invasif;

2) causalité (technique expérimentale);

Question 31

Quelles sont les 3 limites de la TMS (stimulation magnétique transcrânienne)?

Answer 31

1) contre-indication: épilepsie
2) coûteux;
3) difficile de stimuler les régions sous-corticales

Question 32

Comment fonctionne la TEP/PET?

Answer 32

Un traceur radioactif est injecté dans le sang pour estimer l’activité métabolique; le traceur s’attache à un matériel utilisé par le corps (ex: glucose). La concentration dans différents endroits du cerveau indique le niveau d’activité.

Question 33

Quelles sont les applications de la TEP/PET?

Answer 33

1) Psychopharmacologie: obsever systèmes de neurotransmetteurs (le marqueur peut être un type de neurotransmetteur spécifique)
2) diagnostic du cancer du cerveau

Question 34

Quels sont les 2 avantages de la TEP/PET?

Answer 34

1) très bonne résolution spatiale;

2) traçage de neurotransmetteurs spécifiques;

Question 35

Quelles sont les 4 limites de la TEP/PET?

Answer 35

1) coûteux;
2) contre-indication: exposition antérieures à la radioactivité;
3) faible résolution temporelle;
4) invasif