VISUALISATION DE L'ACTIVITÉ DU CERVEAU
- 1. Notion d’activité cérébrale
- 2. Visualiser l’activité électrique des neurones
- 3. L’imagerie cérébrale par électroencéphalographie
- 4. L’imagerie cérébrale fonctionnelle par radioéléments
- 5. Imagerie par magnétométrie
- 6. Imagerie par résonance magnétique nucléaire
- 7. L’imagerie multiple par combinaison des techniques
- 8. Définition des activités cérébrales à échelle locale
- 9. Convergence et divergence des données d’imagerie cérébrale
- 10. Difficulté de la projection sur l’homme de résultats obtenus sur des modèles animaux
- 11. Construction théorique à partir des données d’imagerie
- 12. Nécessité des modèles animaux
- 13. L’imagerie pour la clinique neurologique
- 14. L’imagerie, l’éthologie et la psychothérapie
- 15. Bibliographie
Comment voir ce qui se passe dans le cerveau, lorsque nous ressentons, pensons ou agissons ? Jusqu’au début des années 1950, on devait se contenter des enregistrements de l’activité électrique du cerveau, comme les tracés d’électroencéphalographie. Depuis cette époque, de considérables progrès technologiques et le développement des recherches scientifiques sur les activités cérébrales ont démontré tout l’intérêt de visualiser sous forme d’images à deux ou trois dimensions l’activité en temps réel du cerveau de sujets humains, de manière à comprendre les mécanismes physiologiques des fonctions cérébrales. Il est communément admis que de telles recherches en imagerie cérébrale permettent, par exemple, de savoir quelles régions du cerveau humain réalisent certaines fonctions, comme l’implication du lobe temporal dans le langage ou la mise en jeu du cortex préfrontal dans la prise en compte de certaines règles de jeux.
Ces études reposent sur l’établissement de corrélations spatio-temporelles – dans l’espace et dans le temps – entre l’activation locale de régions du cerveau humain et la réalisation simultanée d’une tâche cognitive. Les interprétations qui sont généralement données des images ainsi acquises dépendent de certains choix théoriques, par exemple selon que l’on favorise l’établissement d’un modèle associant certaines fonctions cognitives au découpage macroscopique anatomique et fonctionnel des aires cérébrales – auxquelles on attribue des propriétés et des fonctions propres – ou que l’on favorise l’établissement de relations structure-fonction entre des circuits neuronaux – connus, mais seulement identifiés précisément chez l’animal – et la réalisation d’une fonction perceptive et cognitive de plus bas niveau, telle la reconnaissance des visages. Pour cette raison, les interprétations théoriques sont parfois contradictoires et requièrent toujours plus de recherches qui associent plusieurs techniques, l’utilisation de modèles animaux proches de l’homme (primates non humains) ainsi que des méta-analyses comparant les résultats de diverses approches pour forger des théories unifiées, en accord avec les études cliniques neurologiques et psychologiques de patients présentant des troubles fonctionnels avec ou sans lésion du cerveau.
Les recherches en imagerie cérébrale fonctionnelle constituent donc un domaine extrêmement diversifié dans lequel sont employées une infinité de techniques de visualisation des activités cérébrales, avec des schémas épistémologiques complexes, de sorte qu’une analyse historique critique de la neuro-imagerie fonctionnelle peut seule éclairer pour le non-spécialiste les tendances actuelles et ce qu’on peut en attendre.
Notion d’activité cérébrale
Une activité du cerveau est un acte (un mécanisme) qui rend compte de la réalisation des fonctions du cerveau. Au début du xixe siècle, pour l’anatomiste Franz Joseph Gall, « l’activité du cerveau » se définit en effet par sa proportionnalité à la quantité de fonctions cérébrales réalisées ; pour lui, il ne fait aucun doute que celle du fœtus est « très restreinte ». Dans la seconde moitié du xixe siècle, à l’ère de la physiologie expérimentale, l’activité d’un organe comme le cerveau, c’est non seulement – comme pour Gall – l’activité de ses fonctions nerveuses vitales qui rend compte d’un « état de fonction » de l’organe, mais aussi celle de ses phénomènes biologiques essentiels qui dépendent de l’activité organique et vitale des cellules (Claude Bernard). Avec l’étude de la respiration, des sécrétions, des muscles et des nerfs, la physiologie distingue déjà, et jusqu’à aujourd’hui, les activités chimiques de la combustion respiratoire, celles des glandes, et celle des phénomènes électriques des nerfs et des muscles, en y ajoutant[...]
- 1. Notion d’activité cérébrale
- 2. Visualiser l’activité électrique des neurones
- 3. L’imagerie cérébrale par électroencéphalographie
- 4. L’imagerie cérébrale fonctionnelle par radioéléments
- 5. Imagerie par magnétométrie
- 6. Imagerie par résonance magnétique nucléaire
- 7. L’imagerie multiple par combinaison des techniques
- 8. Définition des activités cérébrales à échelle locale
- 9. Convergence et divergence des données d’imagerie cérébrale
- 10. Difficulté de la projection sur l’homme de résultats obtenus sur des modèles animaux
- 11. Construction théorique à partir des données d’imagerie
- 12. Nécessité des modèles animaux
- 13. L’imagerie pour la clinique neurologique
- 14. L’imagerie, l’éthologie et la psychothérapie
- 15. Bibliographie
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Écrit par
- Jean-Gaël BARBARA : directeur de recherche CNRS
Pour citer cet article
Jean-Gaël BARBARA. VISUALISATION DE L'ACTIVITÉ DU CERVEAU [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )
Médias
Autres références
-
ALEXIES
- Écrit par Marie-Pierre de PARTZ
- 1 658 mots
...présentent un intérêt non négligeable pour la recherche en neurosciences, qui s’intéresse entre autres aux soubassements neuronaux de l’activité de lecture. Différentes techniques d’imagerie cérébrale permettent d’identifier les circuits cérébraux activés lorsque les lecteurs habiles ou les patients dyslexiques... -
CERVEAU HUMAIN
- Écrit par André BOURGUIGNON, Cyrille KOUPERNIK, Pierre-Marie LLEDO, Bernard MAZOYER, Jean-Didier VINCENT
- 12 782 mots
- 9 médias
Dans ce contexte, la mise au point au cours des années 1990 de techniques d'imagerie numérique tridimensionnelle, permettant d'observer de façon externe chez l'homme vivant l'organisation fonctionnelle de son cerveau, a constitué une véritable révolution. La tomographie par émission de positons (T.E.P.),... -
COGNITION
- Écrit par Chrystel BESCHE-RICHARD, Raymond CAMPAN
- 2 626 mots
L'autre question essentielle posée avec de plus en plus d'acuité par l'étude de la cognition concerne la connaissance des mécanismes cérébraux qui sous-tendent les activités cognitives. Les avancées technologiques dans le domaine de l'imagerie cérébrale participent activement à ce champ d'étude. Inscrivant... -
MÉMOIRE ÉPISODIQUE ET CERVEAU
- Écrit par Béatrice DESGRANGES
- 1 178 mots
- 1 média
...l’hippocampe gauche pour les mots, l’hippocampe droit pour les visages ou les objets, et les deux en présence de matériel spatial ou visuel complexe. Des études en IRMf événementielle, permettant de détecter l’activité cérébrale liée à l’encodage d’une information donnée, montrent que plus l’activité de...
Voir aussi
- RYTHMES CÉRÉBRAUX
- TOMOGRAPHIE PAR ÉMISSION DE POSITONS (TEP)
- NEUROLOGIE CLINIQUE
- AUTORADIOGRAPHIE ou RADIOAUTOGRAPHIE
- RADIOÉLÉMENTS ou RADIONUCLÉIDES ou ISOTOPES RADIOACTIFS
- PSYCHOLOGIE GÉNÉRALE & EXPÉRIMENTALE
- MAGNÉTOMÈTRE
- ÉLECTRODES
- IMAGERIE CÉRÉBRALE
- IMAGERIE PAR RÉSONANCE MAGNÉTIQUE FONCTIONNELLE (IRMF)
- MAGNÉTO-ENCÉPHALOGRAPHIE (MEG)
- PHYSIOLOGIE
- AXONE ou CYLINDRAXE
- ÉLECTROENCÉPHALOGRAPHIE (EEG)
- GALL FRANZ JOSEF (1758-1828)
- NEUROPHYSIOLOGIE
- OSCILLOGRAPHE CATHODIQUE ou OSCILLOSCOPE
- OXYHÉMOGLOBINE
- NEURONE ou CELLULE NERVEUSE
- GLUCOSE
- STÉRÉOTAXIE
- SCANNER, médecine
- CIRCULATION SANGUINE
- IRM (imagerie par résonance magnétique) ou RMN (résonance magnétique nucléaire), applications biomédicales
- MAGNÉTOMÉTRIE
- TOMOGRAPHIE
- NEUROSCIENCES
- NEURONES MIROIRS
- LÉSION CÉRÉBRALE
- LOBE TEMPORAL
- PROCESSUS COGNITIFS
- RECONNAISSANCE DES VISAGES