Toutefois, elles ne fond pas l'unanimité et les critiques sont à prendre en considération.
/!\ Il est important de ne pas confondre la corrélation avec la causation : la corrélation n'implique pas la causation.
L'imagerie indique un lien corrélationnel entre cerveau-comportement.
Dans ce schéma on appréciera la classification des différentes méthodes modernes en fonction de leur résolution temporelle et spatiale.
L'électroencéphalographie (EEG)
Fonctionnement : courant électrique à la surface de la tête
Résolution temporelle : ++ excellente - à l'échelle des millisecondes
Résolution spatiale : -- faible - plusieurs cm^2
Non invasive
Analyse de fréquences : transformations de Fourier (déconstruction du signal brut).
Applications :
- sommeil,- diagnostic de l'épilepsie
Bandes de fréquence
- Delta– 1 à 4Hz- Theta– 4 à 8Hz
- Alpha– 8 à 12H
- Beta– 12 à 32Hz
- Gamma– 32 à 70Hz
La Magnétoencéphalographie (MEG)
Fonctionnement : détection des variations de champ magnétique grâce à des aimants supraconducteurs (signal attribuable à l'activité cérébrale).
Résolution temporelle : ++ excellente - à l'échelle des millisecondes
Résolution spatiale : - faible - plusieurs mm
Analyse de fréquences : transformations de Fourier (déconstruction du signal brut).
La Tomographie par émission de positrons (TEP)
Fonctionnement : mesure du débit sanguin / changement du métabolisme grâce à l'injection d'un traceur radioactif au moyen d'une caméra TEP qui capte la concentration des isotopes. Corrélation entre l'activité cellulaire et le changement de métabolisme.
Résolution temporelle : ++ bonne
Résolution spatiale : ++ excellente
Très invasive
L'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf)
Fonctionnement :
champ magnétique modifié par un gradient : modification de l'alignement des atomes. Les atomes reviennent à leur état initial. Des radio-fréquences sont émises et reçues afin de mesurer comment les atomes reviennent à leur alignement initial.
Signal BOLD (Blood oxygen level dependant)
Les propriétés magnétiques du sang oxygéné et non oxygéné sont différentes.
Résolution temporelle : ++ bonne
Résolution spatiale : +++ excellente - la meilleure
Non invasive - Moins coûteux
Cette méthode permet de visualiser comment les zones cérébrales s'activent lorsqu'un sujet réalise une tâche cognitive. Étude du fonctionnement des structures du Système Nerveux Cérébral.
Un type d'application, en vidéo :
L'imagerie optique intrinsèque
Fonctionnement :
fNIRS (functional near infra-red spectroscopy) est une méthode d'investigation fonctionnelle qui se base sur un phénomène optique d'absorption. Le fonctionnement se base sur les différents taux d’absorption de la lumière proche infra-rouge de l'hémoglobine oxygénée et non-oxygénée (oxygénation) et sa concentration. Une des caractéristiques de l'hémoglobine réside dans le fait que l'hémoglobine riche en oxygène absorbe plus de lumière infrarouge et l'hémoglobine sans oxygène absorbe plus de lumière rouge. L'hémoglobine arrivant dans les aires du cerveau sera l'hémoglobine provenant des poumons, donc oxygénée. Pour cette méthode, on émet de lumière proche infra-rouge à travers le scalp et la surface du cortex. Différentes longueurs d'ondes de lumière sont envoyées à travers des tissus.
Résolution temporelle : ++ bonne (milliseconde) mais pas aussi précise que l'EEG
Résolution spatiale : - très faible (cm) Limitée à la détection d'activation corticale de surface.
Le test de WADA
Fonctionnement :Déterminer la dominance hémisphérique d'une fonction cognitive (ex. le langage) à travers l'injection de amobarbital sodique dans l'une des artères carotides internes.
Penfield était confronté à des difficultés pour déterminer la latéralisation du langage chez les patients lors de chirurgie pour l'épilepsie.
Très invasive
Exemple en vidéo :
Les électrodes intra-cérébrales
Fonctionnement :EEG directement sur le cerveau (grilles corticales ou tiges en profondeur), notamment chez les patients épileptiques qui subissent une chirurgie.
+ : enregistrer de cellules unitaires
Invasive
La neuromodulation
TMS
Fonctionnement :
Stimulation magnétique transcranienne. Rayon d'action : 1cm3. Les décharges répétées permettent de créer une "lésion virtuelle".
Application : système moteur
TDCS
Fonctionnement :
Induction d'un faible courant d'un point à l'autre du cerveau.
Le courant emprunte le chemin avec le moins de résistance : les connexions entre les deux régions.
Augmentation ou diminution de l'excitabilité des neurones.
Optogénique
Uniquement sur les animaux non-humains : très invasive
Fonctionnement :
Insertion dans des neurones spécifiques dans l'ADN d'un gêne d'une protéine sensible à la lumière. Stimulation des neurones grâce à une lumière bleu.
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