Les techniques d'imagerie
L’imagerie cérébrale, c’est prendre le cerveau en photo, de façon ponctuelle ou continue. Il existe deux types d’imagerie cérébrale :
Imagerie structurelle : ce type d’imagerie consiste à étudier l’anatomie du cerveau (par exemple identifier des lésions). D’une manière plus large, il peut permettre d’associer des formes, tailles ou éléments du cerveau à des comportements.
Techniques associées : Histologie, IRMstructurel
Imagerie fonctionnelle : ce type d’imagerie consiste à étudier et caractériser le cerveau en action.
Techniques associées :
EEG (électroencéphalographie) : première méthode de neuroimagerie non invasive et indolore, mise au point dans les années 1920. Il consiste en une mesure directe de l’activité électrique (du champ électrique) grâce à des électrodes placées sur le cuir chevelu. Peu précise spatialement, mais possède une bonne résolution temporelle (précision intéressante)
MEG (magnétoencéphalographie) : analyse et donne les mêmes informations que l’EEG, mais consiste en une mesure du champ magnétique induit par l’activité cérébrale ; ceci s’avère intéressant, car le champ magnétique, contrairement au champ électrique, n’est pas déformé par traversée de tissus organiques. La MEG est donc plus précis spatialement que l’EEG.
Le problème de ces deux méthodes est qu’elles nécessitent une analyse mathématique afin de reconstituer les sources du signal, ce qui nécessite un temps de traitement très long…
Les deux méthodes suivantes sont différentes, dans la mesure où elles sont métaboliques : il s’agit de mesurer l’activité de certaines parties du cerveau en repérant des intermédiaires correspondants, métaboliquement, à une concentration d’activité cérébrale dans la zone correspondante.
TEP (Tomographie par Emission de Positons) : utilisation d’un traceur radioactif injecté pour mesurer les modifications du débit sanguin, et surtout les zones d’activité du cerveau dans le cadre de son utilisation en neurologie. L’isotope radioactif utilisé doit délivrer une dose de radiation suffisamment faible pour ne pas induire de danger pour le patient, mais suffisamment forte pour être décelée. Les rayons émis sont ensuite détectés par une couronne, convertis en signaux lumineux, puis électrique, ce qui permet, par traitement numérique, de reconstituer en 3 dimensions les zones où l’isotope s’est désintégré.
IRMf (Imagerie à Résonnance Magnétique) : les régions du cerveau en activité consomment de l’énergie. Par un mécanisme encore mal expliqué, le signal BOLD (Blood-Oxygen-Level Dependent), le sang afflux très rapidement dans les zones concernées. Grâce à la RMN (Résonnance Magnétique Nucléaire), ce signal est perturbé (cela à cause de l’aimantation de l’hémoglobine), ce qui permet de détecter les zones en activité, ainsi que la dynamique de ce système ; malheureusement, la dynamique de ce système est assez évidemment sensiblement plus lente que celle des processus cognitifs. C’est cette méthode qui nous intéresse dans le cadre de notre controverse, car c’est celle-ci qui est utilisé dans le cadre des problèmes qui nous sont posés !
RMN : la Résonnance Magnétique Nucléaire désigne une propriété de certains atomes placés dans un champ magnétique. Soumis à un rayonnement électromagnétique, ces noyaux peuvent absorber l’énergie mise en jeu et la libérer par relaxation. L’énergie de ce phénomène de résonnance correspond à une fréquence très précise, dépendant du champ magnétique et d’autres facteurs moléculaires.
NB : Le sigle RMN désigne aussi la Réunion des Musées Nationaux (et du Grand-Palais des Champs-Elysées), mais ceci ne nous intéresse guère ici.
D’autres méthodes plus marginales existent…
Il est à noter qu’aucune méthode n’est parfaite, chacune possède ses avantages et ses inconvénients :
- EEG/MEG : ces méthodes sont non invasives, contraignent peu le sujet, sont indolores, et possèdent une bonne résolution temporelle. Mais leur résolution spatiale reste mal caractérisée.
- IRMf/TEP : ces méthodes possèdent une bonne résolution spatiale, et pour l’IRMf, une bonne résolution temporelle (pas le TEP, car cette dépendance dépend de la demi-vie de l’isotope). Mais elles sont invasives et contraignent le patient (qui doit être allongé, et doit supporter pour l’IRMf le fort bruit des machines) ; de plus, l’innocuité (i.e. le caractère inoffensif ou non) de l’IRMf reste inconnu…