Cours 7 Flashcards
Dans la symphonie complexe des processus neuronaux, qui serait l’orchestre?
Peut être que le thalamus organiserait la communication
Ou l’autre façon de voir les choses est qu’on aurait en fonction des besoins, de la tâche, différentes parties du cerveau qui se parlent et se synchronise pour bien la faire
Nomme les 3 types de connectivité
Connectivité anatomique:
Liens structurels entre populations de neurones distinctes (lien physique, quantifiable)
Connectivité fonctionnelle:
Échange d’informations entre populations de neurones distinctes
Connectivité effective:
Influence causale d’une population de neurones sur
une autre
À quoi sert la connectivité fonctionnelle selon l’hypothèse physiologique?
La connectivité fonctionnelle selon l’hypothèse physiologique sert à :
• Assurer l’intégration à large échelle des informations cérébrales en reliant :
• La spécialisation fonctionnelle locale (activités neuronales spécifiques).
• Les assemblées neuronales synchronisées à la fois localement et à distance.
• La détection de cette synchronisation nécessite une précision temporelle élevée (à l’échelle de la milliseconde).
• Techniques utilisées : • EEG de scalp, • EEG intracrânien, • MEG (Magnetoencéphalographie).
permet de comprendre comment les régions cérébrales coordonnent leurs activités pour intégrer l’information efficacement.
Comment la synchronie locale vs à distance peut être visible et différenciable avec des outils comme la MEG ou l’EEG?
Synchronie locale: Changement de la puissance oscillatoire (puissance spectrale)
Synchronie à distance: Changement du couplage oscillatoire entre Structures distinctes
Quel phénomène physiologique observe-t-on pour évaluer les interactions entre différentes populations neuronales?
La synchronization neuronale est généralement ce qui nous interesse.
Au 17ème siècle, qui est le célèbre scientifique néerlandais qui a rapporté son observation de la synchronisation de deux horloges à pendule (1665)?
Au 17ème siècle, Christiaan Huygens a rapporté son observation de la synchronisation de deux horloges à pendule (1665)
Explique les 4 phases possible quant à la synchronie
- En phase: Les oscillations des deux horloges sont parfaitement alignées, elles ont le même mouvement en même temps à la même position avec le même rythme
- Antiphase: Les oscillations sont exactement opposées, au même rythme
- Synchronisation avec phase arbitraire : Les oscillations sont synchronisées, mais elles présentent un décalage constant dans le temps (elles ne sont ni totalement en phase ni totalement en opposition)
- Pas de synchronisation :
Les horloges oscillent de manière indépendante, sans aucune relation temporelle entre elles.
Qu’est-ce que l’étude de Hummel & Gerloff, Cereb Cortex 2005 “Larger Interregional Synchrony is Associated with Greater Behavioral Success in a Complex Sensory Integration Task in Humans” a montré par rapport à la synchronie?
l’importance de la synchronie inter-régionale dans le cerveau pour les performances comportementales dans des tâches complexes, en particulier dans une tâche visuo-tactile.
Notamment, une plus grande cohérence des oscillations alpha (7-13 Hz) entre régions cérébrales est associée à une meilleure performance dans une tâche visuo-tactile. (Cependant, il n’y a pas de différence notable dans la puissance locale des signaux.)
Cela démontre le rôle fonctionnel du couplage oscillatoire à longue distance dans le cerveau, où la synchronisation entre différentes régions est essentielle pour coordonner des processus complexes, tels que l’intégration des informations sensorielles (vision et toucher).
Nommes des mesures de couplage utilisées en EEG/MEG
- Corrélation : mesure la relation linéaire entre deux signaux pour évaluer leur similarité temporelle.
- Cohérence : estime la synchronie fréquentielle entre deux signaux pour déterminer leur couplage à des fréquences spécifiques.
- Synchronie de phase : détecte la synchronisation des phases des oscillations neuronales entre deux régions.
- Causalité de Granger : détermine la direction du couplage en identifiant si l’activité d’une région prédit celle d’une autre.
- PDC (Partial Directed Coherence) et DTF (Directed Transfer Function) : mesurent la directionnalité des flux d’information dans un réseau multivarié.
- Cohérence imaginaire : exclut les interactions instantanées (zéro-lag) pour éviter les artefacts de conduction volumique.
- Mesures de graphes : analysent la connectivité globale en identifiant les nœuds clés (hubs) et les sous-réseaux dans le cerveau.
Chaque méthode apporte une perspective unique pour comprendre les interactions fonctionnelles et directionnelles entre régions cérébrales.
Qu’est-ce qu’une corrélation croisée comme mesure de couplage?
À quel domaine fait-elle partie?
Pour quel type d’analyse est-elle souvent le plus utilisée?
La corrélation évalue la relation temporelle entre deux séries de données
elle est la covariance des deux séries temporelles normalisée par le produit des écarts types des séries temporelles individuelles
Les résultats varient de -1 à +1
Comme mesure de couplage, elle permet de détecter si deux régions cérébrales évoluent en phase ou non. Elle évalue souvent la connectivité fonctionnelle, indiquant leur degré de coordination.
Qu’est-ce que la cohérence comme mesure de couplage?
À quel domaine fait-elle partie?
La cohérence est une mesure de la corrélation croisée dans le domaine de la fréquence (mesure de la synchronisation entre les signaux à travers la fréquence)
L’analyse de cohérence permet de mesurer la similarité ou la dépendance linéaire d’un signal par rapport à un autre.
C’est la mesure de cohérence la plus couramment utilisée et on l’appelle aussi la magnitude de la cohérence au carré (MSC). Car il s’agit du carré du spectre croisé des deux séries temporelles normalisé par le produit des spectres de puissance des séries temporelles individuelles.
Peut être calculé à différentes fréquences.
La cohérence varie de 0 à 1 : Une cohérence de 0 à une fréquence donnée signifie qu’il n’y a aucune similitude entre les signaux à cette fréquence. Une valeur de cohérence de 1 à une fréquence donnée signifie que le contenu spectral des signaux à cette fréquence est identique.
Même corrélation x-y que y-x donc la mesure de couplage est fonctionnelle.
Si la valeur absolue au carré du spectre croisé n’est pas prise en compte, Cxy (f) est appelé « Coherency ». Quelle est la différence?
Coherence :
basée sur le carré de la valeur absolue du spectre croisé normalisé. Cela donne une mesure scalaire (réelle et positive) qui décrit la force de la relation entre deux signaux en fonction de la fréquence, mais sans inclure d’information sur la phase.
Coherency :
Elle conserve la valeur complexe du spectre croisé normalisé. Elle inclut à la fois :
* L’amplitude (comme dans la coherence, pour mesurer la force de la relation).
* La phase (représentée par la partie imaginaire ou l’angle), qui donne une information sur le déphasage entre les signaux.
La coherency est donc plus informative puisqu’elle prend en compte à la fois l’amplitude et la phase des signaux.
Coherence devient « coherency » avec une valeur complexe: deux composantes, réelles et imaginaires (amplitude et phase)
Si deux canaux sont couplés, ils ont plus de chances de présenter une différence de phase _________
Si deux canaux sont couplés, ils ont plus de chances de présenter une différence de phase constante
La phase instantanée peut être estimée en utilisant quoi?
- la transformation de Hilbert
- Hilbert-Huang
- les ondelettes
Quel est le lien entre les phases et les mesures de couplage?
Si oscillation avec différence de phase constante: signaux couplés
