Les oscillations et introduction à l'analyse spectrale Flashcards
Le rythme alpha démontre plus d’activité rythmique lorsque le sujet est excité ou détendu ?
Quand il est détendu (amplitude augmente)
Quel est le mécanisme de génération des rythme cérébraux ?
À la base, ce sont les décharges neuronales (PA), car c’est ça qu’on a dans le cerveau. —>
Ensuite, les oscillation en temps que tel sont générées par la synchronisation des PA au sein de populations de neurone –>
Pour finalement occasionner l’activation synchronisée d’une population
Qu’arrive-t-il si les potentiels d’actions sont aléatoires par rapport aux autres ?
Ça va générer du bruit.
Quelle est l’analogie du personnes qui supportent une équipe de foot pour expliquer la synchronie ?
- On imagine que chaque personne dans le stade est une neurone.
- S’il ne se passe pas grand chose dans le match, il y a quand même du bruit (gens qui parlent, déplacements)
- S’il y a un BUT, tous les personnes qui supporte l’équipe vont se mettre à applaudir tous ensemble de manière synchronisée, ce qui va générer une structure par tous ces neurones là.
- Le micro (aka capteur) est capable de voir cette structure étrange (augmentation/diminution de la population de neurones). Par contre, si les gens applaudissent de manières indépendantes, il y aura qu’un bruit continu,
Si plusieurs micros sont installés dans le stade, ça va permettre d’avoir une meilleure idée de ce qui se passe dans l’ensemble.
Les oscillations sont impliqués dans 2 modes du fonctionnement cérébral. Quels sont-ils ?
1) Mode de spécificité FONCTIONNEL (chaque aire corticale est spécialisée dans un traitement particulier de l’information)
2) Mode de COOPÉRATION où les aires interagissent entre elles pour aboutir à un comportement intégré/cohérent
Que peut-on dire des oscillations dans les deux modes de fonctionnement cérébral ?
A) Mode de spécificité fonctionnel
B) Mode de coopération
A) L’amplitude des oscillations dans une aire corticale reflète la synchronisation des décharges neuronales dans cette aire (bcp d’oscillations = bcp de synchronisation)
B) Cette coopération se fait par l’établissement d’un couplage oscillatoire entre les aires, qui synchronisent leur courants neuronaux pour former des réseaux neuronaux transitoires et synchrones.
L’étude des oscillations permet quoi ?
1) Mesures les modulations des activités localement
2) Mesure les interactions à distance
I) Quand on mesure les modulations d’activités localement, on parle de ______________.
II) Quand on parle de mesurer les interactions à distance, on parle de ______________.
I) Puissance oscillatoire
II) Couplage oscillatoire
Chaque région cérébrale a sa spécificité locale (on le sait par des études de lésion)
Ex : Il y a des régions spécialisées pour
- la mémoire
- la vision
- l’audition
- etc.
Mais c’est sûre que dans toutes tâches, on combine toutes ces régions pour produire un comportement.
Si on part du principe qu’on a une spécialisation locale, comment expliquer le fonctionnement coordonné de notre comportement ?
Toutes ces régions se parlent entre elles.
Il est possible d’imaginer chaque partie de l’orchestre jouant un instrument spécifique comme une région cérébrale spécialisée.
Y-a-t-il un chef d’orchestre dans le cerveau qui coordonne toutes ces aires ?
Il y a deux théories:
1) Certains chercheurs donnent ce rôle au THALAMUS étant donné qu’il est connecté à plusieurs aires corticales.
2) Il y a la théorie du JAM session (emergent self-organisation) : Au lieu d’un orchestre, on aurait ce qui s’appelle une JAM session. En fait, chaque musicien maîtrise son instrument, mais de manière émergente et transitoire (jouent ensemble un certain moment pour effectuer une tâche). Par exemple : Traverser la rue impliquerait l’activité de l’aire visuelle, auditive et motrice. Quand la tâche est effectuée, d’autres régions vont venir coordonner leurs activités. Donc, ce n’est pas une région qui coordonne tout, mais plutôt une coordination transitoire qui émerge d’un système.
C’est quoi la différence entre la synchronie locale et la synchronie à distance ?
Synchronie locale :
- Est visible en MEG/EEG sous la forme de changements de la puissance oscillatoire/spectrale
- Sur UNE électrode
- Si on est au niveau cortical = mesure d’une région du cerveau au niveau de l’électrode
Synchronie à distance :
- Est visible en MEG/EEG sous la forme de changement du couplage oscillatoire entre des structures distinctes.
- Sur DEUX électrodes pour pouvoir observer le couplage
- 2 signaux qui couvent deux structures pour regarder leur interactions
Pendant des années, on a essayé de comprendre le cerveau en ces différentes parties “cette partie est pour la vision, celle là est pour la mémoire” … Par contre, ce découpage là ne représente pas vraiment la complexité de ce qui se passe dans le cerveau dans n’importe quelle tâche simple.
On a besoin de mesures pour aller mesurer ça justement ! Comment on peut regarder la communication entre le système visuel et le système moteur ? C’est une réponse pour laquelle on peut répondre si on a moyen d’explorer la synchronisation à travers des régions.
Cette synchronisation, il y a plusieurs manières de l’explorer … comme laquelle ?
Par couplage oscillatoire
Besucoup de structures sont impliquées dans n’importe quelle tâche pour que le comportement soit cohérent. C’est pour cela que l’___________________________ est primordial !
Intégration de l’information à large échelle
[FRÉQUENCES RAPIDES]
Quelles sont les ondes cérébrales du plus lent au plus rapide ?
- Theta (4-7 Hz)
- Alpha (8-12 Hz)
- Beta (15-30 Hz)
- Gamma (30-90 Hz)
- Fast Gamma (90-160 Hz)
- HFO (Oscillation Haute Fréquence) (80-250 Hz)
1) L’onde alpha, qui se situe dans le cortex occipito-pariétal peut se nommer soit a. __ ou b. __ selon où il émerge.
2) Quelle est la source de l’onde a et b ?
1)
a. mu
b. tau (vis-versa)
2)
mu = cortex sensori-moteur (spécifiquement)
tau = cortex auditif
L’onde gamma peut se diviser en deux types, lesquelles ?
- Low gamma (30-60 Hz)
- High gamma (60-90 Hz)
1) Les HFO sont utilisés dans quelles études ?
2) Sont divisés en 2 types, lesquelles ?
1) Il est démontré que les zones épileptogènes du cerveau montrent des activités pathologiques de TRÈS HAUTE fréquences, donc les HFO sont considérées parmi les marqueurs potentiels des zones épileptogènes.
2)
- Ripples : 140 - 220 Hz
- Fast ripples : 250 - 600 Hz
[FRÉQUENCES BASSES]
- Énumère les fréquences basses des plus lentes aux plus rapides
- Ultradian (<0.01 Hz)
- Infra-slow (0.01 - 0.1 Hz)
- Very slow (0.1 - 1 Hz)
- Delta (1-4 Hz)
1) Dans la MEG ou dans l’EEG, quelles ondes regarde-t-on principalement ?
2) On s’intéresse plus aux fréquences rapides ou aux fréquences lentes ?
1) De delta à gamma
2) Rapides, car ça nous permet d’aller regarder l’activité cérébrale avec une bonne résolution temporelle
Avec quoi regarde-t-on les fréquences très basses ? Pourquoi ?
IRMf, car elle ne s’intéresse pas à la résolution temporelle. Elle a des réponses de l’ordre de la seconde !
Voir les exemples des diapos 27 à 31
OKI :)
1) Dans l’expérience de modulation de la puissance gamma dans les aires visuelles (celle avec le chien), on parle du phénomène de “binding”. C’est quoi ?
2) Ce phénomène est caractérisé par une augmentation de puissance dans quelle bande ? Pourquoi ?
1) En fait, si on n’a jamais vu le chien à l’avance, on ne va pas être capable de le trouver. Par contre, dès que quelqu’un nous le montre, après si on voit la même image, on va le voir tout de suite (c’est ça le phénomène de “binding” visuel)
2) Celui-ci est caractérisé par une augmentation de la réponse GAMMA, car ça active une représentation interne.
Est-ce que les propriétés des oscillations cérébrales sont héréditaires ?
[BANDE GAMMA]
Une étude sur des jumeaux monozygotes et dizygotes a été menée pour voir si la fréquence principale des oscillation visuelles de la bande gamma sont sous contrôle génétiques. Ce qui a été observé c’est que quand on fait une analyse de l’activité “gamma” en réponde à une stimulation visuelle sur des jumeaux monozygotes, ils ont presque la même fréquence. Pour ce qui est des jumeaux dizygotes, la fréquence de l’activité “gamma” varie au travers des individus.
Bref, la fréquence principale des oscillation visuelles de la bande gamma semble effectivement être sous contrôle génétiques
[CAS POUR RYTHMES PLUS LENTS (DELTA, THETA, ALPHA, BETA)
Certaines études suggèrent que oui:)
Est-ce que les oscillations cérébrales peuvent être un marqueur pout étudier les troubles du cerveau ?
Les oscillations cérébrales sont entrain de devenir des biomarqueurs importants pour l’étude de la pathophysiologie de plusieurs maladies du cerveau. Il est possible d’observer des altérations pathologiques à la fois pendant l’exécution des tâches mais aussi au repos.
Liste de pathologie très longue (troubles psychiatriques, troubles neurodégénératives, autisme, épilepsie, …)
