1 - 3 Flashcards
Les outils d’imagerie diffèrent en terme de quoi?
Les outils d’imagerie diffèrent en terme de la nature du signal cérébral qu’ils détectent
Critères selon lesquels diffèrent les outils d’imagerie :
- anatomie vs fonction
- non-invasif vs invasif
- précision temporelle de la milliseconde à quelques secondes
- précision spatiale (résolution spatiale) de millimètres à des centimètres
- prix
l’activité cérébrale des neurones :
- modifications électrophysiologiques
- mesure directe de l’activité neuronale
- ex. : EEG, MEG, EEG intracranien
la vasculature cérébrale (flux sanguin) :
- modifications hémodynamiques et métaboliques (couplage neurovasculaire)
- mesures indirectes de l’activité neuronale
- ex. : IRMf, TEP, NIRS
Quelles sont les contributions majeures des outils d’imagerie ?
- outils diagnostique à haute performance (AVC, trauma et lésions cérébrales, troubles neurologiques)
- avancées importantes en neurosciences fondamentales, cognitives et cliniques
- complémentarité avec les approches comportementales et lésionnelles
Par qui et en quelle année a été inventée l’électroencéphalographie (EEG) ?
Hans Berger invente l’électroencéphalographie (EEG) en 1924
Caractéristiques de l’électroencéphalographie (EEG) :
- parmi les premières mesures d’activité cérébrale
- mesure non-invasive de l’activité du cerveau humain
- capable de mesurer l’activité électrique du cerveau avec un outil
Qui est Hans Berger?
Hans Berger est un psychiatre allemand né le 21 mai 1873 et mort le 1er juin 1941)
Invention d’Hans Berger :
Hans Berger a inventé l’électroencéphalogramme (EEG) (le 1er à utiliser ce mot)
Découverte de Hans Berger :
Hans Berger a découvert les ondes cérébrales 8-13Hz (Ondes “Berger”) et 14-30 Hz
Années importantes pour Hans Berger :
1924 : premier EEG (non-invasif) chez l’humain
1929 : publication de ses résultats
modulations des rythmes cérébraux :
- yeux ouverts/fermés
- sommeil/éveil
- tâches mentales
- sujets sains et populations cliniques
Hans Berger est-il le premier à enregistrer l’activité électrique du cerveau?
Non, mais Hans Berge est le premier à enregistrer l’activité électrique du cerveau DE MANIÈRE NON-INVASIVE
Qui est le premier à avoir enregistrer l’activité électrique du cerveau ?
- Richard Caton en 1875
- enregistrement à cerveau exposé (enregistrements invasifs)
- sur les singes et les lapins
Qui est Richard Caton?
Richard Caton est un chirurgien britannique né en 1842 et mort en 1926
- premier à avoir enregistrer l’activité électrique du cerveau
Qu’a fait Adolf Beck et en quelle année ?
En 1890, il a enregistré l’activité électrique du cerveau
- cerveau exposé (enregistrements invasifs)
- sur un chien
- il n’était pas au courant de travaux de Richard Caton
Qui est Adolf Beck?
Adolf Beck est un physiologiste polonais né en 1863 et mort en 1942
- un des premiers à avoir fait un enregistrement de l’activité électrique du cerveau
Qu’a fait Edgard D. Adrian?
En 1934, première confirmation publique des résultats de Hans Berger sur le rythme “alpha” (auparavant connu sous le nom de “rythme Berge”)
- rythme alpha (un des 1ers à utiliser la terminologie alpha pour en parler)
Qui est Edgar D. Adrian?
Edgar D. Adrian est un électrophysiologiste britannique né en 1889 et mort en 1977
- en 1932, il parte le prix Nobelde physiologie ou médecin avec Charles Scott Sherrington pour leurs découvertes sur les fonctions des neurones
Qu’a fait W. Gray Walter?
- En 1936, première mise en place d’un système EEG à multiples électrodes
- En 1957, W. Gray Walter inventa le “Toposcope”, permettant une quantification bidimensionnelle des ondes cérébrales
Qui est W. Gray Walter?
W. Gray Walter est un neurophysiologiste et roboticien britannique/américain né en 1910 er mort en 1977
Qui sont les pionniers de l’EEG?
- 1875 : R Canton
- 1890 : A Beck
- 1924 : H Berger
- 1934 : E D Adrian
- 1935 : W G Walter
l’EEG aujourd’hui :
Dépendamment du contexte, il existe différents types de systèmes qui mesurent l’activité électrique du cerveau
Sur quoi varient les différents types de systèmes EEG?
- 32 / 64 / 256 électrodes
- avec / sans gel (majorité utilisent du gel pour avoir une bonne connectivité)
- avec / sans fil (majorité sont des systèmes câblés)
- prix varie avec la qualité du produit
Histoire du MEG :
- 1968 : David Cohen réalise le 1er enregistrement (bruité) du signal magnétique cérébral (rythme alpha) = 1re preuve qu’on peut le réaliser de façon non-invasive
- 1970 : James Zimmermann invente le SQUID = permet de mesurer des champs magnétiques infiniment petits
- 1972 : David Cohen effectue le 1er enregistrement MEG (1 capteur) à l’aide d’un SQUID
Qu’est ce que la MEG ?
- magnétoencéphalographie
- mesure le champ magnétique au lieu du champ électrique
Que veut faire David Cohen?
David Cohen veut atténuer au maximum les interférences
Il faut être capable d’éliminer les interférences
La MEG aujourd’hui :
Systèmes tête-entière
Plus de 200 capteurs
Rempli d’hélium liquide à température très basse (4 degrés kelvin), on baigne tous les électrodes dans l’hélium liquide
- c’est à cette température que le principe de supraconductivité peut fonctionner
La MEG de demain :
Des chercheurs à l’uni de Nottingham ont récemment développé un nouveau prototype de OPM-MEG : magnétomètres à pompage optique
- Pas besoin du principe de supraconductivité
- 2e technique qui commence – très nouveau
- Ressemble plus à un EEG
- Pourrait être très utile
activité des neurones =
activité électrique, électrochimique
qu’est ce qui crée un PA (potentiel d’action)?
neurotransmetteurs libérés = permet la conduction électrique d’un neurone à l’autre = PA
- grâce à une synapse
quels sont les 4 étapes de la synapse?
- stockage des neurotransmetteurs
- libération par exocytose
- ouverture des canaux ioniques
- passage des ions spécifiques
qu’est ce qu’un PPS?
PPS = potentiel post synaptique : génère un PA dans le neurone post-synaptique
à quoi peut mener l’ouverture des canaux ioniques?
- dépolarisation –> PPS excitateur –> favorise un PA
- hyperpolarisation –> PPS inhibiteur –> défavoriser un PA
qu’est ce qui influence à quoi peut mener l’ouverture des canaux ioniques?
En fonction du type de neurotransmetteur (GABA, glutamate, acetylcholine, serotonin, etc.) relâché par le neurone pré-synaptique, et des récepteurs sur le neurone post-synaptique, l’ouverture des canaux ioniques mènera à :
- dépolarisation
- hyperpolarisation
de quoi sont issus les signaux EEG et MEG ?
les signaux EEG et MEG sont issus des sommations temporelle et spatiale des PPS des cellules pyramidales du cortex cérébral
(IMPORTANT)
Pourquoi les signaux EEG et MEG sont-ils issus de la sommations des PPS? (vs les PA)
Potentiel d’action (PA) :
- diminution très rapide du champ de potentiel généré par PA avec distance (son amplitude diminue rapidement)
- durée du PA tros brève (<5 ms)
Potentiel postsynaptique (PPS) :
- diminution moins rapide du champ de potentiel généré par PPS avec distance
- durée + longue du PPS (qq 10aines msec)
Donc, il y a plus de chance qu’il y en ait en même temps s’ils durent + longtemps = + facile que la sommation fonctionne dans le cas des PPS
quels sont les avantages des PPS ?
- diminution moins rapide du champs de potentiels généré par PPS avec distance = avantage par rapport à la distance de conduction entre sources et surface du scalp
- durée + longue = plus favorable à la synchronisation temporelle de l’activité d’un grand nombre de neurones nécessaires à une visualisation en EEG et MEG
Pourquoi c’est la sommation des PPS des cellules PYRAMIDALES du cortex cérébral?
Les cellules pyramidales ont une organisation parallèle des neurones pyramidaux qui est + favorable à la sommation spatiale des courants nécessaires à une visualisation en EEG ou MEG
- cellules pyramidales = la source
configuration fermée :
- dendrites orientés radialement
- noyaux au centre
- somme des flux de courant (–>) (ici opposés) nulle
- risque de s’annuler et non de s’ajouter
configuration ouverte :
- dendrites - organisations en parallèles
- favorise l’addition spatiale des courants de chaque arbre dendritique
- peut beaucoup + facilement s’ajouter et non s’annuler
donc, pourquoi favoriser la configuration ouverte des cellules pyramidales?
Car il faut des cellules organisées de façon très parallèles qui vont dans la même direction, car ça permet la sommation