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==Radioactivité médicale==
==Radioactivité médicale==


D'autres méthodes se basent sur la radioactivité médicale. Ces examens injectent une substance faiblement radioactive dans le sang, les capteurs mesurant la radioactivité produite par celle-ci Suivat le débit sanguin et l'innervation sanguine, la répartition de la radioactivité sera différente.
D'autres méthodes se basent sur la radioactivité médicale. Ces examens injectent une substance faiblement radioactive dans le sang, les capteurs mesurant la radioactivité produite par celle-ci Suivat le débit sanguin et l'innervation sanguine, la répartition de la radioactivité sera différente. On peut notamment citer la '''tomographie par émission de positons'''.


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Version du 29 mai 2017 à 17:14

Étudier le cerveau demande souvent des techniques spécialisées, l'imagerie médicale étant de loin la plus complexe. Les méthodes d'étude sont assez nombreuses : imagerie par émission de positron, électroencéphalographie, et autres. Dans ce chapitre, nous allons voir quelles sont ces techniques et comment elles fonctionnent.

Méthode des lésions

La première méthode est la méthode des lésions, une méthode anatomique qui a longtemps eu son heure de gloire et qui reste encore une méthode très utilisée. Celle-ci étudie les patients cérébrolésés, et notamment les conséquences de lésions cérébrales en fonction de leur localisation. La théorie cachée derrière cette méthode est que chaque portion du cerveau a une fonction bien précise : telle portion du cerveau serait impliquée dans la mémoire, telle autre dans le langage, et ainsi de suite. Ainsi, si la lésion d'une aire entraine un déficit mnésique, on peut clairement dire que celle-ci est impliquée dans la mémoire. Cette méthode a donné nombre de résultats importants dans le domaine des neurosciences, certains cas comme celui d'H.M ou de Phinéas Gage étant devenus iconiques. Le seul défaut de cette méthode est que les lésions localisées sont relativement rares, la majorité des AVC ou traumatismes ayant des conséquences assez dispersées dans le cerveau ou touchant de très nombreuses aires cérébrales. La théorie une aire = une fonction peut aussi être critiquée, dans une certaine mesure, ce qui brouille les interprétations des observations lésionnelles ! N'oublions pas que la corrélation aire lésée <-> trouble fonctionnel est une corrélation, pas une causalité ! Les variabilités inter-individuelles peuvent aussi poser problèmes : si un patient lésé au lobe temporal a des troubles du langage, il se peut que d'autres ne soient pas dans le même cas.

Mesure de l'activité électrique du cerveau

Le cerveau a une activité électrique relativement soutenue : les neurones sont parcourus par des potentiels d'action, qui ne sont ni plus ni moins que des signaux électriques. L'ensemble des potentiels d'action à un moment donné causent une activité électrique mesurable à la surface du crâne, de l'ordre de quelques microvolts. Cette activité électrique cérébrale peut se mesurer avec un instrument composé de plusieurs électrodes placées à la surface du crâne : l'électroencéphalographe, ou EEG. L'EEG est utilisé pour étudier le fonctionnement du cerveau, diagnostiquer certaines maladies qui modifient l'activité électrique cérébrale (épilepsie), et observer le déroulement du sommeil. Celui-ci est composé d’électrodes, placées à la surface du crane, chaque électrode captant les variations de potentiel produites par le cerveau. Évidemment, cette activité n'est pas la même partout : si une aire cérébrale s'active plus qu'une autre, les variations de potentiel seront plus importantes près de cette aire cérébrale que sur une surface éloignée. Pour localiser la source de l'activité cérébrale, la position de ces électrodes est très importante, ce qui fait qu'elle est standardisée afin de rendre les résultats de l'EEG plus facile à interpréter et à reproduire. Ce qui est important, notamment quand on utilise l'EEG pour un diagnostic médical. Le schéma ci-dessous illustre la position standardisée des électrodes sur le crane. Il va de soit que l'EEG est utile pour analyser ce qui se passe à la surface du crane, mais est assez peu précis pour capter l'activité électrique des portions centrales du cerveau : celles-ci sont recouvertes par le cortex, qui atténue les signaux sous-corticaux.

21 electrodes of International 10-20 system for EEG
21 electrodes of International 10-20 system for EEG

Contrairement à ce qu'on pourrait croire, les neurones ont tendance à synchroniser leurs émissions, à émettre plus ou moins en même temps. Sur l'EEG, cela se traduit par une activité cyclique, périodique (à quelques variations près) : on observe des rythmes cérébraux, parfois improprement appelés ondes cérébrales. Au-dessus de ces rythmes, on observe des fluctuations aléatoires de l'activité électrique. Parmi ces fluctuations, certaines sont causées par une perception extérieure ou une activité intellectuelle : ce sont des potentiels évoqués.

Illustration des rythmes cérébraux, en fonction des potentiels d'action individuels émis par chaque neurone cortical.

Rythmes cérébraux

L'activité électrique du cerveau varie entre le sommeil et l'éveil, ce qui permet d'étudier le sommeil, comme on le verra dans le chapitre sur le sommeil. De plus, on peut observer des variations par rapport à la normale dans certains cas pathologiques. C'est notamment le cas dans l'épilepsie, ou dans certains troubles du sommeil. L’épilepsie est une prédisposition à avoir des crises, provenant de l'activité temporaire trop importante de certains groupes de neurones. Lors des crises, ces neurones émettent des bouffées de potentiels d'action très importants, ce qui perturbe le fonctionnement cérébral normal. On observe alors une activité électrique anormale du cerveau, qui se voit très bien sur l'EEG.

Illustration qui montre le début d'une crise épileptique sur un EEG.

Potentiels évoqués

L'étude des potentiels évoqués est plus complexe, les potentiels évoqués étant noyés dans l'activité électrique aléatoire de base. Distinguer ce qui vient des rythmes, de l'activité aléatoire et potentiels évoqués est quelque peu compliqué. La méthode la plus utilisée est de répéter les mesures sur un grand nombre de sujets et de faire la moyenne entre elles. Ce faisant, les variations aléatoires sont annulées, de même que les rythmes (du fait de leur déphasage), alors que les potentiels évoqués restent. On voit alors que certaines stimulus déclenchent systématiquement des potentiels évoqués après un délai fixe. Par exemple, quand on capte un stimulus verbal, un potentiel évoqué apparait environ 400 millisecondes après la perception du stimulus. Ce stimulus a reçu son propre nom et est étudié pour sa relation avec les processus de traitement du langage. C'est d'ailleurs loin d'être le seul : de nombreux potentiels évoqués ont reçu un nom et ont été identifié comme entités à étudier.

Les potentiels évoqués peuvent être des potentiels positifs, où la tension augmente comparé à son niveau de base, ou des potentiels négatifs où la tension diminue. Cela se retient dans la notation des potentiels évoqués, qui en tient compte. La notation de ces potentiels est composée d'une lettre suivie d'un nombre. La lettre indique si le potentiel est positif ou négatif : P pour positif et N pour négatif. Le nombre est le délai entre la présentation du stimulus et l'apparition du potentiel évoqué. Pour donner un exemple, reprenons le potentiel évoqué mentionné précédemment, où un stimulus verbal déclenche un potentiel négatif 400 ms après : ce potentiel est appelé le potentiel N400.

ComponentsofERP
ComponentsofERP

Méthodes magnétiques

La magnéto-encéphalographie fonctionne sur le même principe que l'EEG, à la différence qu'elle capte les champs magnétiques crées par l'activité électrique des neurones.

Magnetoencephalography
Magnetoencephalography

Ce qui n'est pas le cas de l'imagerie par résonance magnétique (IRM), une méthode assez compliquée à expliquer. Celle-ci applique un champ magnétique sur le cerveau et mesure les champs magnétiques produits en réaction par les protons des noyaux atomiques (à cause de leur spin).

Radioactivité médicale

D'autres méthodes se basent sur la radioactivité médicale. Ces examens injectent une substance faiblement radioactive dans le sang, les capteurs mesurant la radioactivité produite par celle-ci Suivat le débit sanguin et l'innervation sanguine, la répartition de la radioactivité sera différente. On peut notamment citer la tomographie par émission de positons.