Exam Flashcards
Le cours PSY3018 présente des techniques d’imagerie fonctionnelle, comme l’imagerie par résonance magnétique de diffusion.
Faux
L’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle et l’imagerie optique mesurent toutes les deux des changements vasculaires.
Vrai
L’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle a une meilleure résolution spatiale que l’imagerie par résonance magnétique pondérée en T1 utilisée pour la morphométrie.
Faux
L’imagerie en tomographie par émission de positrons repose sur l’injection d’un traceur radioactif au/à la participant.e de recherche.
Vrai
L’imagerie optique utilise de la lumière proche infra-rouge pour mesurer l’activité du cerveau.
Vrai
Choisissez la bonne réponse. On compare deux appareils IRM de forces respectives 1.5T et 7T. Ces deux appareils …
Question 1Réponse
a.
ont des champs B0 de forces différentes.
b.
utilisent des stimulations radio-fréquences identiques pour entrer en résonance avec les protons.
c.
stimulent les protons d’hydrogène.
d.
Réponses a, c.
e.
Réponses a, b, c.
D
On souhaite comparer l’épaisseur de l’hippocampe, entre des personnes âgées en bonne santé cognitive et des personnes âgées avec une démence de type Alzheimer. Une chercheuse complète une étude d’IRM structurelle en VBM, avec N=100 sujets par groupe.
a. (/7.5) Avant d’interpréter les résultats, elle inspecte la qualité de la segmentation de la matière grise dans l’espace natif. Indiquez un exemple de problème qui peut survenir, et expliquez quelle conséquence cette erreur peut avoir sur les mesures VBM dans le contexte de cette étude.
b. (/7.5) On sait que les personnes âgées bougent plus que les personnes jeunes. Pensez vous que ce mouvement va potentiellement impacter l’analyse VBM? Si oui, comment peut-on essayer de réduire l’impact du mouvement? Si non, expliquez pourquoi.
A. Un problème de volume partiel peut arriver, car les volumes hippocampiques sont reconnus d’être plus petit chez les personnes atteintes d’alzheimer à comparer des sujets sains. La moyenne de chaque voxel peut être biaisée par un % supérieur de matière grise qui le serait réellement
B. Oui, les mouvements des sujets créés des artefacts non aléatoires. Nous pouvons dire au sujet de porter une attention à ne pas bouger (les entraîner) ou éliminer les sujets qui n’arrivent pas à contrôler leur mouvement, à priori la collecte de données. Sinon, il est possible de les retirer durant le traitement des données avec un recalage linéaire pour ensuite un recalage non linéaire (considérant que l’hippocampe est une partie isolée du cerveau limbique-proche des gangions de la base-, recalé seulement cette partie se fait mieux avec un recalage non linéaire)
Une activation localisée dans le cortex occipital va modifier l’afflux sanguin dans le cerveau entier.
Faux
Le pré-traitement de données IRMf individuelles dans le but de générer une carte d’activation individuelle implique nécessairement une IRM anatomique du sujet.
Faux
Le filtrage des données d’IRMf est appliqué à la série temporelle de manière indépendante pour chacun des voxels
Vrai
Quand on effectue une mesure en IRMf, la réponse hémodynamique observée à une stimulation soutenue de 20 secondes est nécessairement identique à la somme des réponses à deux stimulations successives de 10 secondes.
Faux
Le signal BOLD est sensible à l’oxygénation du sang à cause de l’impact de l’hémoglobine sur les propriétés T2* de la matière grise.
Vrai
Choisissez la bonne réponse. La connectivité fonctionnelle est une technique d’analyse des données d’IRMf…
Question 1Réponse
a.
… qui compare le niveau d’activité d’une région cérébrale entre une condition d’intérêt (par exemple un stimulus visuel) et une condition de contrôle (par exemple du repos).
b.
… qui mesure la cohérence entre l’activité temporelle de deux parties du cerveau (voxel ou région).
c.
… qui est applicable uniquement dans une condition de repos.
d.
Réponses b et c.
e.
Réponses a, b, c.
B
(/15 points) On utilise l’IRM de diffusion et des régions d’intérêt pour segmenter le faisceau arqué chez un participant avec une tumeur cérébrale.
a. (/7.5) Le participant présente régulièrement des tremblements durant l’examen. Citez un phénomène (problème) pouvant compromettre la reconstruction du faisceau. Proposez une manière de tenter de corriger ce problème.
b. (/7.5) Pensez vous qu’il est possible une reconstruction de ce faisceau malgré la présence de tumeur? Si oui, expliquez si une IRM structurelle T1 serait utile. Si non, expliquez pourquoi.
a. Les tremblements viennent créer des artéfacts lors de l’acquisition des images en T2*. Une façon pour corriger le problème est d’entrainer le sujet à ne pas bouger durant le temps d’acquisition. Il reste aussi à savoir si les tremblements sont réellement involontaire ou s’il y a une autre cause adjacente (il tremble parce qu’il a froid, ou s’il a un désordre de la substance noire causant des tremblements involontaire est incontrôlable lorsqu’il est immobile. Dans le 2e cas, l’acquisition sera très ardue.)
b. la faisabilité de la reconstruction du faisceau dépendrait de la localisation de la tumeur. Une IRMs en T1 permettrait de délimiter la tumeur et ainsi de la recaler pour voir sa position ainsi que la position recalée du faisceau arqué en se fiant à un atlas, atlas qui permettrait de voir si son emplacement est au même endroit qu’un endroit moyennée d’une population. Le principe de diffusion observe surtout la matière blanche et ses propriétés anisotropes de l’eau parallèlement aux axones neuronales. Si la tumeur n’est pas localisée proche, le faisceaux serait très bien observable. Or, si la tumeur est très proche ou intervient structurellement avec le faisceau, la reconstruction sera très biaisée. Une tumeur est généralement un amas de matière non connue et on ne peut dire avec certitude que la tractographie sera véridique. Un problème de croisement de fibres ou de fiber kissing pourrait survenir et on ne pourrait pas y remédier.
La lumière proche infrarouge peut traverser les tissus biologiques sur plusieurs centimètres.
Vrai
Il n’est pas utile d’utiliser l’IRM structurelle quand on fait de l’imagerie optique car cette dernière permet déjà de mesurer l’anatomie cérébrale.
Faux
Le positionnement des émetteurs et récepteurs sur le crâne du sujet de recherche peut varier pour couvrir différentes parties du cerveau.
Vrai
L’imagerie optique utilise l’absorption de différentes longueurs d’onde dans la lumière proche infra-rouge pour quantifier la concentration en oxy- et désoxy-hémoglobine.
Vrai
L’imagerie optique permet de mesurer l’activité hémodynamique sur l’ensemble de la matière grise, et également les structures situées au milieu du cerveau comme le thalamus ou le putamen, ainsi que le cervelet.
Faux
La tomographie par émission de positrons…
Question 1Réponse
a.
peut mesurer le métabolisme du glucose dans le cerveau.
b.
peut mesurer des caractéristiques structurelles dans le cerveau, comme le dépôt de plaques beta-amyloïdes.
c.
peut mesurer de nombreux phénomènes physiologiques différents, tout dépend du traceur!
d.
Réponses b et c.
e.
Réponses a, b, c.
E
Une chercheuse s’intéresse aux différences d’organisation cérébrale entre deux groupes de participant.e.s, un groupe avec un diagnostic de troubles de déficit de l’attention et hyperactivité (TDAH, N=200) et un groupe contrôle neurotypique (N=200). Malheureusement lors de la préparation de l’étude, une erreur s’est produite, et l’information de diagnostic TDAH est mélangée: chaque groupe est en réalité composé d’un nombre aléatoire d’individus TDAH et de contrôle.
a. (/7.5) La chercheuse réalise tout d’abord une analyse comparant le volume moyen de matière grise totale dans le cerveau entre les deux groupes. La chercheuse ne trouve aucune différence significative (p<0.01). Est ce que ce résultat vous semble surprenant? Pourquoi?
b. (/7.5) La chercheuse pense que même s’il n’y a pas de différences morphologiques globales, il se peut que certaines régions spécifiques présentent cependant des différences. Elle réalise donc également une étude VBM au niveau du cerveau entier. La chercheuse identifie des différences au niveau du cortex visuel (p<0.01 pour chaque test). Est ce que ce résultat vous semble surprenant? Pourquoi?
a. Non, car des analyses statistiques ont été fait avec deux groupes homogènes (où il y aura trop de variabilité) où les effets peuvent s’être annulé entre eux. Elle n’a donc aucune puissance statistique pour son unique test-t (comparaison simple ou de 2 moyenne uniquement)
b. Non, car les analyses de VBM utilisent des atlas représentant la population et avec ses comparaisons multiples (comparer plusieurs moyennes entre elles avec plusieurs seuil significatif) amène souvent un problème de sensibilité statitisique et de retrouver des faux positifs. Comme elle a recaler ses analyses avec deux groupes où les participants ne sont pas distincts, elle analyse en fait, un même groupe avec 2 sous-groupes qu’elle dit diviser entre 2 population, mais sans ne l’être réellement. Elle pourrait arriver à trouver que la densité de la matière grise est différente avec une probabilité de 99% à comparer de la population. Or, ses données, qui sont du « garbage- in, garbage-out » ne permettent aucunement d’affirmer ses résultats pour une population atteint de TDAH.
Le pré-enregistrement d’une étude permet d’éviter de redéfinir les hypothèses de l’étude une fois les résultats connus (HARKING).
Vrai
Dans un test statistique, la taille de l’effet est importante pour interpréter un résultat significatif.
Vrai
Le choix de la procédure de recalage (par exemple linéaire vs non-linéaire) n’a pas d’impact sur la significativité des résultats dans une carte cérébrale statistique.
Faux
On compare la différence de volume moyen de l’hippocampe gauche entre deux groupes de participants (N=20 par groupe). Le test n’est pas significatif (on n’a pas p<0.05) donc cela veut dire que les deux groupes ont des volumes moyens identiques.
Faux
avec N=20 par groupe, on a vu que même des différences substantielles (par exemple d=0.5) ne peuvent être détectées de manière robuste (la puissance est seulement de 61% dans ce cas).
La correction des comparaisons multiples sur le seuil de significativité p diminue la puissance statistique d’une étude, en présence de nombreux tests.
Vrai
la correction diminue le seuil sur p, ce qui diminue la puissance (discuté en cours).
Qu’est-ce que la crise de reproductibilité en sciences
https://psy3018.github.io/reproductibilite.html
Quelles sont les pratiques scientifiques douteuse qui participent au manque de reproductibilité en neurosciences cognitives
https://psy3018.github.io/reproductibilite.html
Quels sont les outils qui peuvent améliorer la reproductibilité en neurosciences cognitives
https://psy3018.github.io/reproductibilite.html
Quelles sont les concepts suivants
- régression linéaire
- modèle linéaire général
- tests statistiques
https://psy3018.github.io/cartes_statistiques.html
Quels sont les principes physiques et physiologiques de l’imagerie TEP
https://psy3018.github.io/tep.html
Comment génère-t-on les images en TEP
https://psy3018.github.io/tep.html
Quelles sont les principaux types d’images en TEP en neuro cogn
https://psy3018.github.io/tep.html
Quels sont les principes physiques et physiologiques de l’imagerie optique
https://psy3018.github.io/imagerie_optique.html
Commen fait-on l’acquisition et le traitement d’images en imagerie optique
https://psy3018.github.io/imagerie_optique.html
Quels sont les applications et l’imagerie optique en neuro cogn
https://psy3018.github.io/imagerie_optique.html
Quels sont les principes physiques et physiologiques du signal en IRMd
https://psy3018.github.io/irm_diffusion.html
Qu’est-ce que le modèle du tenseur de diffusion
https://psy3018.github.io/irm_diffusion.html
Quelles sont les analyses de tractographie
https://psy3018.github.io/irm_diffusion.html
Q1
On effectue une stimulation visuelle durant 200 ms et on souhaite étudier la réponse cérébrale au niveau du cortex occipital. Vrai ou faux:
1 .L’IRMf permet de mesurer séparément l’activité de différentes régions dans le système visuel.
- L’IRMf permet de séparer l’activité neuronale durant la phase précoce (0-100 ms) par rapport à la phase tardive (100ms-200ms) de l’expérience.
- L’imagerie optique permet de séparer l’activité neuronale durant la phase précoce (0-100 ms) par rapport à la phase tardive (100ms-200ms) de l’expérience.
voir note de cours 1
Classez ces techniques selon leur résolution spatiale (à partir de la plus précise):
IRMf
IRM structurelle
PET
voir note de cours 1
Classez ces techniques selon leur résolution temporelle (à partir de la plus précise):
PET
Imagerie optique
IRM de diffusion
voir note de cours 1
On observe une activation IRMf du cortex moteur ipsilatéral dans le cadre d’un mouvement de la main droite, suite à accident vasculaire cérébral (AVC) qui va perturber de manière importante le fonctionnement vasculaire. Choisissez la bonne réponse:
1 .Cette activation indique que le participant utilise le cortex ipsilatéral pour compenser les dommages liés à l’AVC.
- Cette activation reflète un fonctionnement anormal du système vasculaire, et pas l’activité neuronale.
3 .On ne peut pas interpréter cette observation avec certitude.
3
Un participant à une étude a souffert d’un accident ayant laissé des débris métalliques dans son oeil par le passé.
1 .Citez une technique d’imagerie pour laquelle il s’agit d’une contre-indication. Expliquez pourquoi.
- Citez une technique pour laquelle ce n’est pas un problème. Expliquez pourquoi.
voir note de cours 1
On souhaite mesurer la réponse du cortex moteur à une activation motrice de manìère longitudinale chez un participant athlète. Plus spécifiquement, on effectue une acquisition en imagerie fonctionnelle toutes les deux semaines pendant trois mois, juste après un match de hockey. Proposez une méthode d’imagerie adaptée. Justifiez votre choix en citant une force de la technique, spécifique à ce contexte. Identifiez une limitation de cette technique.
voir note de cours 1
Vrai ou faux?
- TE < TR
- TE > T1
- La force du champ magnétique d’un IRM est liée à la taille de l’IRM.
- Les ventricules sont blancs dans une IRM pondérée en T1
voir note de cours 2
Choisissez la bonne réponse. un proton d’hydrogène a…
- Une fréquence de rotation fixe durant une acquisition IRM, c’est la fréquence de Larmor.
- Une fréquence de rotation variable durant une acquisition IRM.
- Une fréquence de rotation qui dépend de la force du champ magnétique dans l’IRM.
- Réponses 1 et 3.
- Réponses 2 et 3.
voir note de cours 2
On effectue une acquisition T1 avec un champ de vue de 200mm x 200mm x 150 mm, une résolution de 2 mm x 2 mm dans la coupe, et une épaisseur de coupe de 1,5 mm. Quelle est la taille du champ de vues, exprimée en nombre de voxels?
voir note de cours 2
On souhaite isoler le thalamus sur une image anatomique individuelle. Quel contraste utiliser: T1, T2 ou les deux? Justifiez votre réponse.
voir note de cours 2
On décide de modifier une séquence IRM pour diminuer l’angle de bascule: les spins basculeront de 70 degrés, au lieu de 90 degrés. Quel sera l’effet sur le TR de cette modification?
voir note de cours 2
Pour répondre à cette question, lisez l’article de Shukla et collaborateurs, “Aberrant Frontostriatal Connectivity in Negative Symptoms of Schizophrenia”, publié dans Schizophrenia Bulletin (2019, 45(5): 1051-59) et disponible en libre accès à cette adresse. Les questions suivantes sont à développement court.
- Quelle est la force de l’aimant de l’IRM?
- Quel est le TR de l’acquisition structurelle?
- Quel est le TE de l’acquisition structurelle?
- Quel est le nom de la séquence utilisée pour l’acquisition structurelle?
- Quelle est la taille du champ de vue, exprimée en mm et dans les trois dimensions?
voir note de cours
Pour chacun des énoncés suivants, spécifiez si l’affirmation est vraie ou fausse.
- Les mouvements d’un participant de recherche peuvent créer du bruit dans une carte VBM.
- La présence de métal peut créer du bruit et des déformations dans une carte VBM.
- Un trou dans une carte cérébrale VBM signifie nécessairement qu’il y a un trou dans le cerveau du participant.
cours 3
Pour chacun des énoncés suivants, spécifiez si l’affirmation est vraie ou fausse.
1 Les données IRM doivent être recalées dans un espace stéréotaxique pour étudier la morphologie du cerveau à l’échelle d’une population en VBM.
- Les données IRM doivent être recalées dans un espace stéréotaxique pour effectuer une segmentation manuelle de l’hippocampe.
- La VBM repose sur la segmentation automatique de la matière grise dans une IRM.
cours 3
Choisissez la bonne réponse. Des données d’IRM pondérées en T1 pour un participant sont…
- Une image 3D d’un cerveau.
- Des dizaines d’images 2D sagittales d’un cerveau.
- Des dizaines d’images 2D axiales, coronales et sagittales d’un cerveau.
- Toutes ces réponses.
cours 3
En vérifiant ses données structurelles, une chercheuse réalise qu’un de ses participants de recherche a un volume cérébral de deux fois supérieur à la normale! Pourtant, le crâne de ce participant semblait normal. Proposez une explication.
cours 3
On souhaite faire une comparaison entre la quantité de matière grise présente au niveau du cortex moteur primaire et celle contenue dans le cortex sensoriel primaire, en moyenne, sur une population. Ces deux cortex sont situés très près l’un de l’autre, de part et d’autre du sillon central. On considère pour cela deux méthodes alternatives: une analyse VBM ou bien une analyse de l’épaisseur corticale (analyse de surface). Quelle technique choisiriez-vous et pourquoi?
cours 3
On souhaite comparer le volume moyen de l’hippocampe droit entre des participants présentant une démence de type Alzheimer et des participants en santé. On fait l’hypothèse que c’est la partie antérieure de l’hippocampe qui présente une différence. On considère pour cela deux méthodes alternatives: la volumétrie manuelle et l’analyse VBM. Pour chacune de ces techniques, citez une force et une faiblesse en lien avec les objectifs de l’étude.
cours 3
Pour répondre aux questions de cet exercice, lisez d’abord l’article Development of cortical thickness and surface area in autism spectrum disorder de Mensen et collaborateurs (publié en 2017 dans la revue Neuroimage: Clinical, volume 13, pages 215 à 222). Celui-ci est disponible en libre accès à cette adresse. Les questions suivantes requièrent des réponses à développement court.
Quelle technique de neuroimagerie est utilisée? S’agit-il d’une technique structurelle ou fonctionnelle?
Est ce que le traitement des images inclut une(des) étape(s) de recalage? Si oui, de quel(s) type(s)?
Les chercheurs ont-ils mis en place une procédure de contrôle qualité? Si oui, résumez cette procédure.
Les régions d’intérêt (ROI) sont-elles définies? Si oui, de quelle façon? Avec quel atlas? Combien y en a-t-il?
Quelles mesures morphologiques sont utilisées pour chaque région?
cours 3
Vrai / faux?
- La réponse hémodynamique est faible une seconde après l’excitation neuronale.
- La réponse hémodynamique est maximale 2 secondes après l’excitation neuronale.
- La réponse hémodynamique est toujours visible 7 secondes après l’excitation neuronale.
- La réponse hémodynamique est toujours visible 30 secondes après l’excitation neuronale.
cours 4
Vrai / faux?
- Les données en IRM fonctionnelle et structurelle doivent être alignées pour générer une carte d’activation.
- Le filtrage des facteurs de non-intérêt est important pour générer une carte d’activation.
- Le lissage spatial est utile, même pour une analyse individuelle.
- Faux
- vrai
- vrai
Qu’est ce que le signal BOLD? (vrai / faux).
- Une séquence d’IRM pondérée en T2*.
- Un type de séquence d’IRM qui mesure directement l’activité des neurones.
- Un type de séquence d’IRM qui mesure l’oxygénation du sang.
cours 4
Vrai / faux. Le principe d’additivité de la réponse hémodynamique est…
- Un modèle mathématique.
- Une propriété de base du couplage neurovasculaire, toujours vérifiée.
- Une hypothèse courante, en partie confirmée expérimentalement.
cours 4
Choisissez la bonne réponse. Des données d’IRMf sont en général…
- Une image du cerveau.
- Une dizaine d’images du cerveau.
- Des dizaines d’images du cerveau, ou plus.
cours 4
Quelle molécule dans le sang provoque un changement de signal mesuré par le BOLD? Pourquoi est-ce que l’IRM y est sensible?
cours 4
Dans quelle portion de l’arbre vasculaire observe-t-on les changements principaux liés à l’activité neuronale locale?
cours 4
On compare l’activation pour une tâche de mémoire dans le cerveau entre deux groupes de participants: des sujets sains et des sujets âgés (N=200 par groupe). Notre hypothèse est que la différence d’activité sera la plus forte dans le cortex frontal. En réalité, on trouve des différences en périphérie du cerveau, ce qui suggère des artefacts de mouvement.Suggérer deux modifications au protocole (recueil des données ou technique d’analyse) qui permettrait d’éviter ce phénomène.
cours 4
Pour répondre aux questions de cet exercice, lisez d’abord l’article High-resolution functional MRI of the human amygdala at 7 T de Mensen et collaborateurs (publié en 2013 dans la revue European Journal of radiology, volume 82, pages 728 à 733). Celui-ci est disponible en libre accès à cette adresse. Les questions suivantes requièrent des réponses à développement court.
Quelle technique de neuroimagerie est utilisée? S’agit-il d’une technique structurelle ou fonctionnelle?
Quelle est la force de l’IRM?
Quel type de séquence d’acquisition d’image est utilisé? Listez les paramètres: TE et taille du champ de vue (en mm), durée de l’acquisition.
Quel type de tâche est utilisé?
Quelles étapes de prétraitements ont été appliquées?
cours 4
Carte de connectivité: vrai/faux
- Une carte de connectivité change si on change la région cible.
- Pour définir une région cible, on doit faire une carte d’activation.
- Une carte de connectivité fonctionnelle présente des valeurs entre 0 et 1.
- Une carte d’activation en IRMf est un outil qui peut permettre d’identifier le réseau du mode par défaut.
cours 5
Réseaux fonctionnels: vrai/faux
- Un réseau fonctionnel est composé de voxels/régions présentant une connectivité fonctionnelle forte.
- Les régions du réseau du mode par défaut sont corrélées négativement avec les régions du réseau sensorimoteur.
- Les atlas des réseaux au repos identifient de sept à plusieurs centaines de réseaux au repos.
cours 5
Choisissez la bonne réponse:
- L’activité spontanée du cerveau ne s’observe que dans un état de repos.
- L’activité cérébrale évoquée par une tâche peut être caractérisée par une carte d’activation IRMf.
- Les cartes de connectivité peuvent révéler l’activité cérébrale dans une tâche ou au repos.
- Réponses 1 et 2.
- Réponses 2 et 3.
cours 5
Choisissez la bonne réponse:
- La connectivité fonctionnelle se mesure entre deux régions.
- La connectivité fonctionnelle se mesure entre une région et tous les voxels du cerveau.
- La connectivité fonctionnelle se mesure entre toutes les paires de régions dans un atlas.
- Réponses 1 et 3.
- Réponses 1, 2 et 3.
cours 5
On dispose d’un atlas de régions cérébrales, et on sélectionne une région cible dans le cortex cingulaire postérieur (PCC). Pour un jeu de données IRMf au repos, on calcule un connectome fonctionnel avec l’atlas, ainsi qu’une carte de connectivité utilisant la région PCC comme cible. Expliquer une similarité et une différence entre la colonne du connectome correspondant au PCC, et la carte de connectivité (cible PCC).
cours 5
On compare la connectivité fonctionnelle au repos entre un groupe de personnes jeunes et un groupe de personnes âgées. On génère des cartes de connectivité avec une région cible dans le cortex postérieur cingulaire. On applique des tests statistiques et on identifie une baisse de la connectivité avec le cortex frontal médian. Proposez trois hypothèses qui pourraient expliquer cette observation.
cours 5
Pour répondre à cette question, lisez l’article de Shukla et collaborateurs, “Aberrant Frontostriatal Connectivity in Negative Symptoms of Schizophrenia”, publié dans Schizophrenia Bulletin (2019, 45(5): 1051-59) et disponible en libre accès à cette adresse. Les questions suivantes sont à développement court.
Quel logiciel a été utilisé pour analyser les données d’IRMf?
Quelle condition expérimentale était utilisée pendant les acquisitions d’IRMf?
Quel était le paramètre de lissage spatial?
Est-ce que les données ont été corrigées du mouvement? Comment?
Quelles procédures de filtrage ont été appliquées?
Dans quel espace stéréotaxique les analyses de groupe sont-elles effectuées?
Quel atlas de régions est utilisé?
Quel type de mesure de connectivité est utilisée dans l’article?
cours 5
Vrai/faux. Les images générées par le scanner en IRM de diffusion sont…
- Une image avec un tenseur à chaque voxel.
- Une image avec un ou plusieurs tenseurs à chaque voxel.
- Une série d’images sensibles à la diffusion de l’eau dans différentes directions.
- Des images où l’on voit les fibres de matière blanche du cerveau en 3D.
1.Faux
2.Faux
3.Vrai
4.Faux (pas créer par un scanner)
Anisotropie fractionnelle et diffusivité moyenne: vrai-faux.
- Le liquide céphalo-rachidien a une faible anisotropie fractionnelle, avec une forte diffusivité moyenne.
- Le corps calleux a une très forte diffusivité moyenne.
- Une zone avec de nombreux croisements de fibres peut avoir une faible anisotropie fractionnelle.
- Le corps calleux a une faible anisotropie fractionnelle.
cours 6
Choisissez la bonne réponse. On dispose de données d’IRM de diffusion à haute résolution HARDI:
- On peut générer une carte avec un tenseur de diffusion par voxel.
- On peut générer une carte avec plusieurs tenseurs de diffusion par voxel.
- On doit utiliser plusieurs tenseurs de diffusion par voxel pour reconstruire des fibres.
- Réponses 1 et 2.
- Réponses 1, 2 et 3.
cours 6
Choisissez la bonne réponse. Les fibres reconstruites en IRM de diffusion…
- Peuvent manquer des fibres existantes, à cause notamment du “fiber kissing”, ou des fibres qui n’existent pas, à cause notamment des croisements de fibres.
- Reflètent l’ensemble des axones dans le cerveau.
- Dépendent à la fois du type de données recueillies et de l’algorithme utilisé.
- Réponses 1 et 2.
- Réponses 1, 2 et 3.
cours 6
Une chercheuse souhaite reconstruire le faisceau longitudinal supérieur au niveau individuel, à l’aide de données d’IRM de diffusion. La méthode utilisée est une tractographie “streamline” déterministe. Citez deux exemples de problèmes qui peuvent faire échouer cette approche. Expliquer comment la chercheuse peut limiter ces problèmes.
cours 6
On s’intéresse au faisceau arqué chez un patient qui a une tumeur au cerveau. On réalise un examen en IRM de diffusion à haute résolution. Pensez vous qu’on puisse réaliser une tractographie virtuelle de ce faisceau? Quel aspect de la méthode devra potentiellement être modifié pour prendre en compte pour accommoder la présence de la tumeur? Justifiez vos réponses.
cours 6
Pour répondre aux questions de cet exercice, lisez d’abord l’article Quantification of apparent axon density and orientation dispersion in the white matter of youth born with congenital heart disease de Easson et collaborateurs (publié en 2020 dans la revue Neuroimage, volume 205, ID 116255). Celui-ci est disponible en libre accès à cette adresse. Les questions suivantes requièrent des réponses à développement court.
Quelle technique de neuroimagerie est utilisée? S’agit-il d’une technique structurelle ou fonctionnelle?
Quelle type de séquence d’acquisition d’image est utilisé? Listez les paramètres.
Quelle technique de tractographie a été appliquée?
Quelle techniques de tractométrie ont été appliquées?
Quel est le résultat principal de l’étude?
cours 6
Vrai/faux. Les données d’imagerie optique sont …
- Des données plus interprétables que l’IRMf.
- Des données plus flexible à recueillir que l’IRMf.
- Des données moins chères à recueillir que l’IRMf.
- Des données qui donnent une image détaillée de l’activité neuronale dans le cortex.
cours 7
Vrai/faux. On souhaite enregistrer l’activité cérébrale d’un patient en imagerie optique au niveau du cortex sensorimoteur.
- On peut positionner précisément l’activité au niveau du scalp du participant.
- On peut positionner précisément l’activité au niveau du cerveau du participant.
- La qualité des données dépendra du positionnement des capteurs et émetteurs.
- Une IRM T1 individuelle du sujet permet d’améliorer la localisation de l’activité dans le cerveau.
cours 7
Choisissez la bonne réponse. En imagerie optique cérébrale, la lumière proche infrarouge…
- peut traverser les tissus biologiques sur une longue distance, même d’un bout à l’autre de la tête.
- diffuse dans les tissus biologiques et peut être observée à proximité de la source.
- est absorbée par la désoxyhémoglobine et l’oxyhémoglobine.
- réponses 2 et 3.
- réponses 1, 2 et 3.
cours 7
Choissez la bonne réponse. En imagerie optique, la résolution spatiale …
- est identique chez tous les sujets, si on utilise le même appareil pour l’acquisition.
- dépend du placement des émetteurs et récepteurs.
- correspond au profil de diffusion de la lumière dans les tissus.
- réponses 2 et 3.
- réponses 1, 2 et 3.
cours 7
On souhaite mesurer l’activité du cortex moteur durant la vie quotidienne d’une personne âgée, de manière longitudinale tous les jours pour une semaine. Citez un avantage, une limitation et une considération éthique pertinents pour l’utilisation de l’imagerie optique pour ce projet.
cours 7
On souhaite étudier l’activité spontanée du cerveau chez un bébé de 3 semaines. On utilise un montage en imagerie optique, et on mesure l’activité au repos dans les bras d’un parent. Le bébé bouge la tête de manière soudaine, est ce que la résolution temporelle de l’imagerie optique va présenter un avantage par rapport à l’IRMf pour tenir compte de ces mouvements? On observe des fluctuations lentes d’activité au niveau du cortex temporal. Est ce que la résolution temporelle de l’imagerie optique va présenter un avantage par rapport à l’IRMf pour caractériser ces fluctuations?
cours 7
Pour répondre aux questions de cet exercice, lisez d’abord l’article Distinct hemispheric specializations for native and non-native languages in one-day-old newborns identified by fNIRS de Vannasing et collaborateurs (disponible en accès libre sous licence CC-BY-NC-ND et publié dans le journal Neuropsychologia en 2016. Les questions suivantes requièrent des réponses à développement court.
Quelle technique de neuroimagerie est utilisée? S’agit-il d’une technique structurelle ou fonctionnelle?
Quel montage d’imagerie optique a été utilisé?
Quels types de stimuli ont été utilisés?
Quel contrôle de qualité a été appliqué sur les données?
Comment est générée l’activité évoquée?
cours 7
Les données de tomographie par émission de positrons sont (vrai/faux)
- Des données avec une meilleure résolution spatiale que l’IRMf.
- Des données avec une résolution spatiale largement supérieure à l’imagerie optique.
- Des données qui donnent une image de l’activité neuronale dans tout le cerveau.
cours 8
Les données de tomographie par émission de positrons sont (vrai/faux)
- Des données avec une meilleure résolution temporelle que l’imagerie optique.
- Des données moins chères à recueillir que l’IRMf.
- Des données qui peuvent capturer le métabolisme du glucose.
- Des données qui peuvent capturer la structure du cerveau.
cours 8
Choisissez la bonne réponse: Dans un radiotraceur cérébral:
- L’isotope détermine la demi-vie.
- Le précurseur détermine la cible du traceur.
- Le radiotraceur dans son ensemble doit pouvoir traverser la barrière hémato-encéphalique.
- Réponses 1 et 2.
- Réponses 1, 2 et 3.
cours8
On effectue une imagerie TEP des plaques de beta amyloide chez un patient jeune en santé, et l’on observe un dépôt substantiel dans la matière blanche. Proposer deux explications à cette observation.
cours 8
On souhaite mesurer le niveau d’activité au repos dans le cerveau d’une personne âgée ainsi que la présence de dépôt de plaques beta-amyloide dans le réseau du mode par défaut, au niveau individuel. L’expérience aura lieu à côté d’un cyclotron. Quelle(s) technique(s) de neuroimagerie utiliseriez vous, et pourquoi?
cours8
Pour répondre aux questions de cet exercice, lisez d’abord l’article Tau pathology in cognitively normal older adults de Ziontz et collaborateurs (disponible comme preprint sur Biorxiv sous licence CC0 et publié dans le journal Alzheimer’s & Dementia: Diagnosis, Assessment & Disease Monitoring doi. Les questions suivantes requièrent des réponses à développement court.
Quelle technique de neuroimagerie est utilisée? S’agit-il d’une technique structurelle ou fonctionnelle?
Quelle type de radiotraceurs est utilisé?
Quelle normalisation est appliquée aux cartes?
Quelles régions sont utilisées pour les analyses statistiques?
cours 8
Vrai/faux. Le modèle de régression général peut être utilisé pour effectuer des statistiques de groupe pour les types de mesures suivantes…
- IRMf
- IRM T1 (VBM)
- IRM T1 (volumétrie)
- IRM T1 (épaisseur corticale)
- Tomographie par émission de positrons
- Imagerie optique
- Imagerie de diffusion
tous sont vraies
Vrai/faux. La situation suivante inclut un problème de comparaisons multiples en statistique:
- On effectue de manière répétée des mesures du volume cérébral chez N=100 sujets jeunes et N=100 sujets âgés, puis on compare statistiquement la moyenne des deux groupes.
- On répète un test statistique à chaque voxel dans une image du cerveau, par exemple.
- On acquiert 300 volumes cérébraux chez un individu en IRMf.
- On a quatre sous-groupes, et on compare statistiquement chacune des trois paires possibles de sous-groupes, par exemple.
- Faux (vol cérébral = 1 test)
- Vrai
- Faux (aucune stat n’est mentionné)
- Vrai (plusieurs comparaisons)
Choisissez la bonne réponse. On observe une différence de moyenne entre deux groupes, et l’on effectue un test statistique qui nous donne une valeur p.
- La valeur p est la probabilité de l’hypothèse nulle où il n’existe pas de vraie différence.
- Une faible valeur p indique une forte probabilité qu’il y ait une vraie différence.
- La valeur p indique la probabilité d’observer cette différence, au moins, s’il n’existait vraiment aucune différence entre les deux groupes.
3
la 1 et 2 sont vu de façon quantitative et n’est pas représentatif
On considère les analyses suivantes: (hippocampe) On compare le volume de l’hippocampe entre deux groupes de sujets.
(VBM) On compare la densité de matière grise entre deux groupes de sujets à chaque voxel du cerveau.
(atlas) On compare le volume de régions cérébrales entre deux groupes de sujets, à partir d’un atlas qui comprend 90 régions.
(FDG) On compare le métabolisme du glucose entre deux groupes de sujets à chaque voxel du cerveau, à l’aide du FDG-TEP.
On classe les analyses en fonction du nombre de comparaisons multiples impliquées. Choisissez la bonne réponse:
- VBM > atlas
- atlas > hippocampe
- atlas > FDG
- Réponses 1 et 2.
- Réponses 1, 2 et 3.
- vrai
- Vrai (attention, nombre de test !=nombre de voxel!)
- Faux
réponse : 4
On souhaite comparer la connectivité au repos en IRMf à partir d’une région cible dans le cortex cingulaire postérieur entre deux groupes de sujets, jeunes vs âgés. On applique un modèle linéaire général à chaque voxel.
Décrivez les variables prédictives indispensables à inclure dans ce modèle.
Quelles autres variables vous semblent-elles importantes à inclure dans le modèle?
Est-ce que ces variables peuvent modifier la différence observée entre personnes jeunes et âgées?
valeurs prédictives :
- B1 age
- Bo (intercept)
autre variable importante
- effet continue de l’age
- effet continue du sexe
ce qui peut modifier la différence entre les jeunes et les âgées
- densité grey matter
- paramètre du mouvement des participants
- rigidité vasculaires des sujets
Pour répondre aux questions de cet exercice, lisez d’abord l’article Tau pathology in cognitively normal older adults de Ziontz et collaborateurs (disponible comme preprint sur Biorxiv sous licence CC0). Les questions suivantes requièrent des réponses à développement court.
Quelle est la variable dépendante du modèle linéaire?
Quelles variables explicatives sont incluses dans le modèle linéaire?
Sait on combien de comparaisons multiples sont faites?
Comment est-ce que les comparaisons multiples sont corrigées?
cours 9
Vrai/faux. La significativité des résultats dans une étude de neuroimagerie peut être impactée par…
- le logiciel que l’on utilise pour tester l’hypothèse de recherche.
- les paramètres que l’on choisit pour analyser les données, comme par exemple la quantité de lissage spatial.
- le système d’exploitation de l’ordinateur utilisé pour effectuer les analyses.
- la version du système d’exploitation de l’ordinateur utilisé pour effectuer les analyses.
tous sont vrais
Vrai/faux. La puissance statistique…
- indique la probabilité de détecter un effet avec une procédure statistique.
- contrôle le taux de faux positifs.
- décroît avec le nombre de sujets dans l’étude.
- croît avec le seuil de significativité choisi pour l’étude (seuil p).
- décroît avec la taille de l’effet testé.
- vrai
- Faux
- Faux
- vrai
- Faux
Choisissez la bonne réponse. Pour pouvoir reproduire exactement un résultat de recherche, il est nécessaire d’avoir accès…
- aux données utilisées dans l’étude
- au code utilisé pour générer les résultats de l’étude, s’il existe
- à l’environnement (version des logiciels) utilisé dans l’étude
- Réponses 1 et 2.
- Réponses 1, 2 et 3.
5
Choisissez la bonne réponse. Parmi les procédures suivantes, laquelle (lesquelles) n’est (ne sont) pas statistiquement valide(s)?
- Présenter comme hypothèse d’une étude une observation faite seulement après l’obtention et l’analyse des données.
- Redéfinir les critères d’exclusion des participants en se basant sur la qualité des données, et ce, après avoir effectué une première analyse des données.
- Présenter dans une étude uniquement les résultats d’un sous-groupe du devis de recherche original parce que ce sous-groupe est le seul qui présente des résultats significatifs.
- Aucune des trois procédures présentées ci-haut n’est valide.
- Réponses 2 et 3.
4
Une équipe de recherche a effectué une étude par activation en imagerie optique chez des nouveaux-nés. Le comité d’éthique n’a pas permis le partage des données de recherche. Proposez deux actions concrètes pour améliorer malgré tout la reproductibilité de l’étude.
- pré publier résultat
- partager code (pour répliquer, pas pour reproduire)
- partager résultat de groupe (seulement données individuelles qui sont confidentielles)
- partager logiciels de données
Une équipe de recherche compare le volume de différentes régions du cerveau entre deux groupes de sujets (N=20 par groupe): des sujets en santé ainsi que des sujets présentant des signes de dépression. Pour cela, l’équipe effectue une analyse par volumétrie automatisée utilisant un atlas comprenant 90 régions et teste l’effet de groupe sur chaque région indépendamment avec un modèle de régression qui inclut l’âge et le sexe des participants. Le seuil de significativité est fixé à p<0.05. Le seul test significatif est identifié au niveau de l’amygdale (p=0.041). La conclusion de l’étude est “Le volume de l’amygdale est plus petit chez les individus présentant des signes de dépression, mais le volume de l’hippocampe est normal”. Identifiez trois problèmes majeurs avec cette conclusion.
aucune comparaison multiples avec pas de seuil ajusté
aucune taille de l’effet
- généralisé à la population un resultat d’un petit groupe
- est une différence de moyenne qu’ils appliquent directement à un individu
- méthodologie dépression non spécifié
est ce que lorsqu’on met notre seuil de significativité de la valeur p :
augmente ou diminue les erreur de type 1
augmente ou diminue la puissance statistique ?
diminue les erreurs de type I
diminue la puissance statistique
qu’est-ce que la puissance statistique
la probabilité de trouver un effet lorsqu’il existe (notre capacité de rejeter l’hypothèse nulle lorsqu’elle est fausse)
Que regarde-t-on avec les carte Fa ?
les carte MD ?
FA (anisotropie fractionnelle) -> l’intensité du modèle de tenseur/multitenseur
MD : Diffusion moyenne -> à quel point l’eau diffuse
Quel est un problème avec le modèle DTI et qu’est-ce qui solutionne ce problème ?
DTI : 1 tenseur
ne permet pas de déterminer l’arrêt ou le prolongement des fibres lors d’un croisement
HARDI : multi tenseur
pemet de voir la fODF – estime plusieurs tenseurs à l’intérieur d’un même voxel
Comment le signal BOLD fluctut au repos ?
avec des ondes lentes
Quelle est la différence entre le réseau par défaut (Default mode) et l’état de repos ?
Le reseau mode par défaut est un résean fonctionnel qui est actif négativement avec un réseau attentionnel
démontre un état introspectif
