Cours 4: Oscillation et analyse spectrale Flashcards

1
Q

Qu’est-ce que le rythme alpha ? (3)

A
  • État somnolent (moins de 12Hz)
  • Attention = baisse de l’activité alpha
  • Première observation par rapport au rythme (rythme modifié par la fluctuation de l’émotion)
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Q

Quel est le mécanisme de génération des rythmes cérébraux ?

A
  1. Décharge neuronale (Potentiels d’actions)
  2. Génération des oscillations par la synchronisation des potentiels d’actions au sein de population de neurones
  3. Activation synchronisée d’une population
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3
Q

Qu’est-ce que la synchronie?

A
  • Lorsqu’on enregistre l’activité des neurones, si chaque individu applaudie à son rythme = Grand bruit continu mélangé sans structure
  • Si le public applaudit de façon synchronisé = signal à une structure et une rythmicité = mesure d’oscillations
  • Enregistrer l’activité de la population neuronale avec EEG / MEG revient à tenir un micro au-dessus d’un stade.
  • Vous ne pouvez pas savoir ce que fait une personne, mais vous pouvez avoir une idée de ce qui se passe.
  • Condition: synchronisation massive dans le comportement de la foule.
  • La synchronisation périodique produira des rythmes audibles, c’est-à-dire des oscillations.
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4
Q

Quels sont les 2 modes du fonctionnement cérébral dans lesquels les oscillations sont impliquées ?

A

Mode de spécificité et mode de coopération

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5
Q

Expliquez le mode de spécificité ? (2)

A
  1. Chaque aire corticale est spécialisée dans un traitement particulier de l’information
  2. Amplitude des oscillations dans une aire corticale reflète la synchronisation des décharges neuronales dans cette aire
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6
Q

Expliquez le mode de coopération ? (2)

A
  1. Les aires interagissent entre elles pour aboutir à un comportement intégré/cohérent
  2. Coopération = La communication entre 2+ aires distinctes (synchrone, en avance, en retard) dont la communication est oscillatoire
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7
Q

Comment se fait la coopération ?

A

Coopération se fait par l’établissement d’un couplage oscillatoire entre ces aires, qui synchronisent leurs courants neuronaux pour former des réseaux neuronaux transitoires et synchrones

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8
Q

Quel est le but de l’étude des oscillations ?

A
  • Mesurer les modulations des activités localement (puissance oscillatoire)
  • Mesurer les interactions à distance (couplage oscillatoire)
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9
Q

Qu’est-ce que la puissance oscillatoire ?

A

Puissance spectrale, à travers les fréquences, puissance du signal à différences fréquences

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10
Q

Qu’est-ce que le couplage oscillatoire ?

A

Synchronisation de 2 aires

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11
Q

Quelle est l’hypothèse de la synchronie?

A

L’hypothèse suggère qu’au lieu de seulement une spécialisation fonctionnelle pour chaque parties du cerveau, il y aurait une intégration de l’information à large échelle. Ex. En écoutant un film : info visuelle a besoins de d’autres structures pour bien comprendre le film. On peut analyser cette situation avec des couplages ossillatoires.

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12
Q

Qu’est ce que l’analyse du délai de phase entre 2 ondes cérébrales peut illustrer?

A

Ceci peut être une façon d’analyser le connection entre les 2 ondes : Peut être qu’une oscillation cause l’autre.

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13
Q

Signal Synchronisé ?

A

Déphasage, signal à l’opposé de l’autre, lien fixe dans le temps

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14
Q

Signal non synchronisé ?

A

Pas de lien systématique, à travers le temps

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15
Q

Expliquez l’hypothèse du chef d’orchestre.

A

Le thalamus joue le rôle de chef d’orchestre dans la synchronisation des aires (boucles thalamocorticales)

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16
Q

Expliquez l’hypothèse du jam session.

A

Différentes parties du cerveau qui se rassemblent et synchronisent leur activité momentanément, et lorsque les informations dans l’environnement changent, d’autres structures viennent se synchronisé de façon émergente

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17
Q

Qu’est-ce que la synchronie locale ?

A

Changement de la puissance oscillatoire (puissance spectrale)

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18
Q

Qu’est-ce que la synchronie à distance ?

A

Changement du couplage oscillatoire entre des structures distinctes

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19
Q

Quelles sont les caractéristiques d’un signal oscillatoire ? (3)

A
  • Fréquence/périodicité
  • Phase (angle)
  • Amplitude (A)
20
Q

Comment effectuer une analyse spectrale?

A
  • Densité de puissance spectrale (Ex. Transformée de Fourier): propose une représentation du signal en terme d’une somme de signaux oscillatoires
21
Q

Est-ce que les propriétés des oscillations cérébrales sont héréditaires ?

A

La fréquence principale des oscillations visuelles dans la bande gamma semble être en effet sous contrôle génétique.

22
Q

V ou F. Les oscillations cérébrales sont en train de devenir des biomarqueurs importants pour l’étude de la pathophysiologie de plusieurs maladies du cerveau.

A

VRAI

23
Q

V ou F. Les oscillations cérébrales chez des patients montrent des altérations pathologiques à la fois pendant l’exécution de tâches mais aussi au repos.

A

VRAI

24
Q

Nommez certaines pathologies dans lesquelles des altérations des oscillations cérébrales ont été rapportées (marqueur biologique)

A
  • Troubles psychiatriques
  • Troubles neurodégénératives
  • Déficits sensoriels
  • Déficits d’attentions
  • Épilepsie
  • Autisme
25
Q

Quelles sont les fréquences des rythmes cérébraux les plus utilisées en EEG (5)

A

Delta, theta, alpha,beta, gamma

26
Q

V ou F les fréquences rapides comme gamma, fast gamma, HFO sont souvent soutenues dans le temps

A

Faux: souvent pas soutenues dans le temps, interressant pour les études en épilepsie car très hautes fréquences sont plus fréquentes chez les gens épileptiques dans ces zones.

27
Q

Nomme les 4 fréquences lentes

A

Delta, very slow, infra-slow, ultradian

28
Q

Combien y a t’il de frequences cérébrales?

A

10

29
Q

Comment mesurer les oscillations cérébrales?

A

Mesure des oscillations évoquées par stimulus: Moyenne des réponses évoquées, et par la suite faire un tableau temps fréquence,

Mesure des oscillations induites par stimulus: faire un tableau temps réponse pour chaque essai et faire une moyenne des puissance obtenues ce qui montre clairement la réponse induite.

30
Q

Qu’est-ce que l’analyse spectrale ?

A

Il s’agit de l’analyse des données dans le domaine « fréquentiel » : L’enregistrement de l’activité cérébrale (ex. EEG ou MEG) donne lieu à des signaux temporelles (c.-à-d. des fluctuations de l’amplitude des signaux à travers la dimension temps). Mais il est aussi possible d’explorer ces signaux à travers la dimension fréquence. On dit alors qu’on explore les propriétés fréquentielles (=spectrales) des données.

31
Q

Quel est l’intérêt d’utiliser l’analyse spectrale ?

A

L’analyse spectrale permet de mettre en évidence des informations sur l’activité cérébrale qui pourraient rester non-détectés si on se fie uniquement à l’analyse temporelle.

32
Q

Exemple d’oscillation cérébrale : Modulation de la puissance oscillatoire induite par un stimulus visuel.

A

A) Modulation du cerveau pour voir si c’est plus les zonnes alpha ou gamma selon l’endroit du cerveau

B) Exemple d’une carte de fréquence de la partie spécifique du cerveau. Pendant la présentation du stimulus : baisse de alpha, augmentation de gamma.

33
Q

Exemple: Modulation des oscillations thêta en frontal pendant le calcul mental.

A

On voit que pendant la tâche il y a des rythmes théta qui apparraissent et qui n’étaient pas là au repos.

34
Q

Augmentation de la puissance thêta et alpha avec la charge mnésique (memory load) pendant la rétention.

B,D) Représentation spectrale en 3D : on rajoute la variable du temps.

A

Participants se rappelle de nombre et la suite devient de plus en plus difficile. Graphiques représente la fréquence par rapport au nombre de chiffres qu’on doit garder en mémoire.

A) À 6Hz sur l’électrode Fz il y a plus de puissance et donc montre la modulation en fonction de la charge mnésique

C)À 10Hz sur l’électrode Pz il y a plus de puissance donc montre la différence de charge de mémoire.

35
Q

Exemple: Modulation de la puissance gamma dans les aires visuelles. Un rôle de l’intégration perceptive.

A

Si on fait l’analyse de la carte temps fréquence dans les 2 cas : Présence de puissance gamma quand on montre l’illusion 1 (voit triangle) et puissance gamma beaucoup plus faible quand on montre l’illusion 2.

36
Q

Modulation de la puissance gamma dans les aires visuelles (un rôle pour la représentation interne).

A

Quand on est entrainé à voir le chien, on le voit tout de suite comparativementà la personne qui n’a pas été entraînée (naive). Les gens ont le même stimulus mais pas la même réponse. Gamma est un marqueur de cet interprétation visuelle selon cette étude.

37
Q

L’enregistrement des signaux EEG ou MEG est un enregistrement numérique(discret) ou analogique (continu)?

A

Numérique

38
Q

La fréquence d’échantillonnage représente le nombre de _______ par seconde

A

de points de mesures pris par seconde

39
Q

Le théorème de Nyquist, ou théorème d’échantillonnage nous dit qu’un échantillonnage à la fréquence F, nous permet d’analyser le spectre du signal jusqu’à une fréquence max de ____ mais pas au-delà.

A

F/2

40
Q

En théorie selon le théorème de Nyquist: Pour un signal échantillonné à 500 Hz, on peut analyser les oscillations jusqu’à____Hz. En pratique: Pour être sûr de la fiabilité des résultats la pratique courante est de s’arrêter a F/____ ou même F/_____.

A

En théorie: Pour un signal échantillonné à 500 Hz, on peut analyser les oscillations jusqu’à 250 Hz. En pratique: Pour être sûr de la fiabilité des résultats la pratique courante est de s’arrêter a F/3 ou même F/4.

41
Q

Qu’est ce qui arrive si la fréquence d’échantillonnage est trop faible par rapport a un signal?

A

Il ne nous permettra pas d’estimer l’oscillation convenablement

42
Q

Décrit ces type de filtre:

  • filtres passe-bas
  • passe-haut
  • filtre bandes passantes
  • filtre coupe bande
A

filtres passe-bas (e.g. <20 Hz), passe-haut (e.g. >20 Hz), filtre passe bande (e.g. 8-12 Hz). filtre coupe bande (éliminer une fréquence qui contient des artéfacts :e.g. éliminer la composante 60 Hz,

43
Q

La transformée d’Hilbert coupe le signal en ____ et en _____à travers le temps

A

phase et amplitude

44
Q

Vrai ou faux la transformée de fourier et de hibert sont 2 outils qui permettent d’analyset le signal dans le domaine des fréquences

A

vrai

45
Q

Nomme des analyses bi-variées qui permettent d’analyser des couples de signaux simultanément

A

Calcul de la corrélation entre 2 signaux:

  • Corrélation croisée (délai τ entre les 2 signaux).
  • Corrélation de Pearson (zéro délai).

L’équivalent d’un calcul de corrélation entre 2 signaux mais cette fois ci dans le domaine des fréquences:

  • Le couplage spectrale.
    • Couplage amplitude-amplitude,
    • Couplage phase-phase,
    • Cohérence complexe,
    • Cohérence (moyenne quadtratique- ou mean square coherence),
    • Cohérence imaginaire
46
Q

Quelle sorte d’analyse spectrale nous permet de combiner une analyse temporelle et fréquentielle?

A

Carte temps-fréquence (utilisation des ondelettes et de la transformée d’Hilbert)