Différences entre les versions de « Neurosciences/Les méthodes pour étudier le cerveau »

m
aucun résumé de modification
m
m
Durant longtemps, les savants d'autrefois étaient peu armés pour étudier le cerveau et son fonctionnement. Leurs connaissances étaient limitées par les technologies qu'ils avaient à leur disposition, qui se limitaient le plus souvent aux études anatomiques. Ce savoir anatomique n'est clairement pas à négliger et on doit reconnaitre qu'il a permit de très grands progrès dans notre compréhension du cerveau. Mais l'arrivée de l'électronique et de technologies plus évoluée a été une petite révolution. De nos jours, on peut analyser le cerveau en plein fonctionnement, grâce à des technologies de haute volée, qui vont de la mesure de l'activité électrique du cerveau à l'imagerie médicale. Les méthodes d'étude sont assez nombreuses : imagerie par émission de positron, électroencéphalographie, et autres. Certaines d'entre elles sont des techniques dites directes : elles mesurent l'activité électrique ou physiologique des neurones directement, sans passer par une mesure indirecte. Les méthodes dites indirectes, comme l'imagerie médicale, ne sont pas dans ce cadre : elles mesurent un paramètre qui est indirectement relié à l'activité du cerveau. Par exemple, mesurer le flux sanguin cérébral ou sa consommation en oxygène nous donne des indications sur les aires cérébrales les plus actives ou les moins utilisées. Dans ce chapitre, nous allons voir ces techniques l'une après l'autre et expliquer comment elles fonctionnent.
 
==MéthodeLa méthode des lésions : l'usage de l'anatomie==
 
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.
 
==Les méthodes directes==
==Mesure de l'activité électrique du cerveau==
 
Les technologies que nous allons voir dans ce qui suit sont des techniques dites directes : elles mesurent l'activité électrique ou physiologique des neurones directement, sans passer par une mesure indirecte. Elles sont à opposer aux méthodes indirectes, comme l'imagerie médicale, qui mesurent un paramètre qui est indirectement relié à l'activité du cerveau. Par exemple, mesurer le flux sanguin cérébral ou sa consommation en oxygène nous donne des indications sur les aires cérébrales les plus actives ou les moins utilisées. Les méthodes directes sont au nombre incroyable de 2 : l'électroencéphalographie et la magnéto-encéphalographie. Elles mesurent toutes les deux l'activité électrique du cerveau, mais elles ne font par des méthodes légèrement différentes.
 
===L’électroencéphalographie===
 
[[File:21 electrodes of International 10-20 system for EEG.svg|vignette|Position standardisée des 21 électrodes d'un EEG.]]
L'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. L'EEG est très utile pour diagnostiquer l'épilepsie, laquelle se traduit par une activité électrique anormale sur l'EEG.
 
===La magnéto-encéphalographie===
==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.
[[File:Magnetoencephalography.png|centre|vignette|upright=2.0|Magnetoencephalography]]
 
==Les méthodes indirectes==
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). Celle-ci donne les images iconiques, que vous avez certainement déjà vu par ailleurs.
 
===L'imagerie par résonance magnétique===
 
Ce qui n'est pas le cas de lL''''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). Celle-ci donne les images iconiques, que vous avez certainement déjà vu par ailleurs.
 
[[File:FMRI Brain Scan.jpg|centre|vignette|upright=2.0|FMRI Brain Scan]]
 
==Radioactivité=La 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 Suivant le débit sanguin et l'innervation sanguine, la répartition de la radioactivité sera différente. On peut notamment citer la '''tomographie par émission de positons'''. Cette méthode permet de mesurer le débit sanguin cérébral : là où il est maximal, la radioactivité sera supérieure, notamment une intensité locale supérieure sur les images. On a vu il y a quelques chapitres que ce débit sanguin dépend fortement de l'activité des neurones. Cela permet de savoir quelles aires du cerveau sont activées lors d'une tâche donnée, ce qui permet de faire des hypothèses sur l'implication de certaines aires dans divers processus cognitifs. Cette technique permet de mesurer convenablement l'activité cérébrale pour les structures sous-corticales, bien plus que l'EEG du moins.
38 272

modifications