Méthodologie en neurosciences cognitives

Question 1

Quel est le fonctionnement de l’enregistrement unitaire?

Answer 1

• Insertion d’électrodes dans le tissu
• 1 neurone ou unité fonctionnelle

Question 2

Quelle est l’utilité de l’enregistrement unitaire?

Answer 2

Mesurer l’activité sensorielle. Cognition => pas évident via la technique

Question 3

Avantages et inconvénients de l’enregistrement unitaire?

Answer 3

Avantages : résolution temporelle et spatiale très bonne + facile à combiner avec d’autres techniques d’imagerie

Inconvénients : aucune information sur la connectivité fonctionnelle, coûteux, difficile à utiliser (long, enjeux éthiques) et invasif

Question 4

Qu’est-ce que le fonctionnement de l’électroencéphalographie?

Answer 4

Électrodes (+ gel) pour mesurer l’activité synchrone des changements de potentiel de membrane

Question 5

Quelle est l’utilité de l’électroencéphalographie?

Answer 5

Détecter l’activité générale constante et oscillatoire + détecter les perturbations du signal lors d’événements/émotions

Question 6

Avantages et inconvénients de l’électroencéphalographie?

Answer 6

Avantages : Non invasif, bon bonne résolution temporelle et peu coûteux

Inconvénients : mauvaise résolution spatiale, beaucoup d’essais pour atteindre une bonne synchronicité, activités contraires s’annulent, sensible au placement des électrodes, long set up expérimental.

Question 7

Quel est le fonctionnement de la magnétoencéphalographie?

Answer 7

Spirales électriques détectent un changement du champ magnétique généré par l’activité neuronale. Particulièrement, champ perpendiculaire à la bobine.

Question 8

Quelle est l’utilité de la magnéoencéphalographie?

Answer 8

Parcours temporel d’activations cérébrales

Question 9

Avantages et inconvénients de la magnétoencéphalographie?

Answer 9

Avantages : excellente résolution temporelle, bonne résolution spatiale, non-invasive, facile d’utilisation, versatilité des tâches expérimentales et pas d’atténuation du signal par les tissus/équipement (champ magnétique traverse facilement)

Inconvénients : $, signal faible => beaucoup d’amplification => vulnérable aux événements non-reliés à la tâche expérimentale, ambiguïté de la source du signal (pas tous les neurones qui génèrent des champs magnétiques perpendiculaires)

Question 10

Qu’est-ce que la TEP (tomographie par émission de positrons)?

Answer 10

Injection d’isotope radioactif attaché à : glucose et neurotransmetteur. Injection dans le système veineux. Isotope réagit une fois dans la cellule : génération des rayons gamma captée par des cristaux.

Question 11

Quelle est l’utilité de la TEP?

Answer 11

Métabolisme neuronale, neurotransmission (Chimie du cerveau)

Question 12

Avantages et inconvénients de la TEP?

Answer 12

Avantages : métabolisme chez les humains

Inconvénients : invasive, difficile à répéter (radioactif), $$, résolution temporelle limitée, équipement complexe et synthétisation de molécules laborieuses

Question 13

Qu’est l’IRMf?

Answer 13

Imposition d’un champ magnétique (A) qui aligne les protons de manière perpendiculaire à un premier champ (B). Mesure la vitesse à laquelle les protons reviennent à leur alignement initial après la perturbation du signal. Perturbation causée par l’oxygénation des cellules

Question 14

Quelle est l’utilité de l’IRMf?

Answer 14

Associer la structure à la fonction et diagnostic clinique (guider des chirurgies/suivis de traitement)

Question 15

Avantages et inconvénients de l’IRMf?

Answer 15

Avantages : Non-invasive, bonne résolution spatiale, résolution temporelle correcte, permet de cartographier des fonctions cognitives complexes.

Inconvénients : $ d’acquisition et d’opérations, bruit lors du mouvement, nécessite autres paradigmes pour connectivité fonctionnelle

Question 16

Quelles sont les techniques de mesure?

Answer 16

• Enregistrement unitaire
• Electroencephalography
• Magnetoencephalography
• Tomographie par émission de positrons
• IMRf

Question 17

Quelles sont les techniques de manipulation?

Answer 17

• Méthodes de stimulation animales invasives (micro-stimulation, optogénétique)
• Stimulation trans-crâniale à courant direct
• Stimulation magnétique transcrânienne
• Lésions (animaux et humains)

Question 18

Qu’est-ce que la micro-stimulation et son utilité?

Answer 18

Application d’un courant électrique à l’aide d’une électrode supplémentaire.

Permet d’étudier un comportement généré par la stimulation d’une région cérébrale.

Question 19

Avantages et inconvénients de la micro-stimulation?

Answer 19

Avantages : résolution temporelle et spatiale excellentes, pas besoin d’agents pharmacologiques

Inconvénients : invasive, requiert validation histologique (aussi avantage)

Question 20

Quel est le fonctionnement de l’optogénétique ainsi que son utilité?

Answer 20

Fonctionnement : peptide qui réagit à la lumière.

Permet d’étudier le comportement selon le type cellulaire.

Question 21

Avantages et inconvénients de l’optogénétique?

Answer 21

Avantages : spécificité cellulaire et métabolisme

Inconvénients : pas chez l’humain et paradigmes complexes et laborieux

Question 22

Qu’est-ce que la stimulation trans-crâniale à courant direct et son utilité?

Answer 22

Fonctionnement : 2 électrodes sur le scalp qui créent un courant. Changement de potentiel membranaire des neurones.

Permet la modulation de l’activité neuronale pour observer des changements. Permet d’étudier les processus décisionnels

Question 23

Qu’est-ce que la stimulation trans-crâniale à courant direct et son utilité?

Answer 23

Fonctionnement : 2 électrodes sur le scalp qui créent un courant. Changement de potentiel membranaire des neurones.

Permet la modulation de l’activité neuronale pour observer des changements. Permet d’étudier les processus décisionnels

Question 24

Avantages et inconvénients de la tDCS?

Answer 24

Avantages : test en double, pas de bruit, peu coûteux

Inconvénients : mauvaise résolution spatiale, effets rémanents.

Question 25

Qu’est-ce que la stimulation magnétique transcrânienne et son utilité?

Answer 25

Fonctionnement : induction d’un courant électrique grâce à un champ magnétique généré par la machine.

Permet de voir les conséquences de l’inhibition d’une aire corticale.

Question 26

Avantages et inconvénients de la TMS?

Answer 26

Avantages : non-invasive, bonne résolution spatiale, excellente résolution temporelle de stimulation, versatilité des effets, généralisable (sauf patients épileptiques), facilement combinable

Inconvénients : surface et omission des structures profondes, distraction par le bruit/douleur possible, mauvaise résolution temporelle d’inhibition

Question 27

Quel est le fonctionnement des lésions animales et leur utilité?

Answer 27

Fonctionnement :

• Irréversibles : retrait d’un tissu, injection de neurotoxines ou destruction des cellules par l’électricité
• Réversible : inhibition par le froid

Utilité: Permet d’associer une fonction/comportement à une aire spécifique du cerveau et d’étudier des mesures thérapeutiques et d’adaptation.

Question 28

Avantages et inconvénients des lésions animales?

Answer 28

Avantages : Résolution spatiale, histologie, effets de traitements/modèles chirurgicaux observables

Inconvénients : entrainement laborieux des animaux, $ et infrastructures complexes, comparaison difficile avec l’humain (processus cognitifs de haut niveau), comportement naturel vs entrainement, invasive

Question 29

Quel est le fonctionnement des lésions humains ainsi que son utilité?

Answer 29

Fonctionnement :

• Problèmes vasculaires
• Trauma
• Tumeur
• Chirurgie
• Pathogènes métaboliques

Permet de mesurer les problèmes fonctionnels (simple vs double dissociation)

Question 30

Avantages et inconvénients des lésions humaines?

Answer 30

Avantages : génération de nouvelles hypothèses et spécification des déficits comportementaux par réhabilitation

Inconvénients : dommages d diffus, phénomènes de plasticité et manque de données pré-lésion

Question 31

Quels sont les avantages dans le développement des nouvelles méthodes?

Answer 31

• Accessibilité unique à la structure et fonction du cerveau
• Génération de nouveaux modèles permettant de mieux expliquer les différentes fonctions cognitives

Question 32

Quels sont les inconvénients dans l’évolution des méthodes?

Answer 32

• Réduction de la qualité des études : mesures sur bases fragiles, erreurs de type II, conclusions non plausibles, interprétations biaisées
• Utilisation inappropriée d’une technique

Question 33

De quoi diffèrent les résultats des techniques de mesure par rapport à ceux des techniques de manipulation?

Answer 33

Les résultats des techniques de mesure sont corrélationnels alors que ceux des techniques de manipulation sont causals.

Question 34

Placer les techniques en fonction de la résolution spatiale (du meilleur au pire)

Answer 34

Patch-clamp, enregistrement unitaire, animal optical techniques, IRMf, human intracranial EPRs, lésion animale, MEG, PET, human optical, lésions (humain), TMS, EEG

Question 35

Placer les techniques en ordre de la meilleure résolution temporelle à la moins bonne

Answer 35

MEG/Patch-clamp/Enregistrement unitaire/Animal optical techniques/human intracranial EPRs, human optical, fMRI, EEG, TMS, PET, lésion (animal), lésion (humain)