VISUALISATION DE L'ACTIVITÉ DU CERVEAU
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.

Le centre du langage en 1864
Le centre du langage en 1864
À partir du milieu du XIXe siècle, de nombreux médecins ont tenté de relier la perte d'une activité…

Carte de l’activité cérébrale par électroencéphalographie
1958 Published by Elsevier Ireland Ltd. Reprinted with permission from Elsevier
Carte de l’activité cérébrale par électroencéphalographie
Les chats réagissent par un sursaut aux stimulations brèves. On enregistre ici, grâce à des…
1958 Published by Elsevier Ireland Ltd. Reprinted with permission from Elsevier
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[...]
- 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 : chargé de recherche de première classe au CNRS
Pour citer cet article
Jean-Gaël BARBARA, « VISUALISATION DE L'ACTIVITÉ DU CERVEAU », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le . URL :
Médias

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Carte de l’activité cérébrale par électroencéphalographie
1958 Published by Elsevier Ireland Ltd. Reprinted with permission from Elsevier
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1958 Published by Elsevier Ireland Ltd. Reprinted with permission from Elsevier

Activité cérébrale estimée par tomographie par émission de positons (TEP)
Brookhaven National Laboratory/ Science Source/ Getty Images
Activité cérébrale estimée par tomographie par émission de positons (TEP)
L'activité cérébrale est ici appréciée par TEP scan, après injection de 18F-fluorodésoxyglucose…
Brookhaven National Laboratory/ Science Source/ Getty Images
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ALEXIES
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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
- I.R.M. (imagerie par résonance magnétique) ou R.M.N. (résonance magnétique nucléaire), applications biomédicales
- MAGNÉTOMÉTRIE
- TOMOGRAPHIE
- NEUROSCIENCES
- NEURONES MIROIRS
- LÉSION CÉRÉBRALE
- LOBE TEMPORAL
- PROCESSUS COGNITIFS
- RECONNAISSANCE DES VISAGES