Obrazowanie mózgu

Obrazowania mózgu (znany również jako neuroobrazowania ) oznacza wszystkie techniki z obrazowania medycznego którego obserwować mózg, zwłaszcza gdy jednostka wykonuje zadanie poznawczych .

Historyczny

Obserwacja mózgu metodą autopsji była nieprecyzyjna i niekompletna, w szczególności ze względu na pośmiertną obserwację zamrożonego narządu, która nie mogła wyjaśnić przemieszczenia guzów mózgu u źródła zaburzeń poznawczych, takich jak afazja . Rozwój technik obrazowania medycznego w połączeniu z metodami psychologii poznawczej i eksperymentalnej (np. Psycholingwistyka ) umożliwił obserwację in vivo aktywności elektrycznej i przepływu krwi w mózgu, których wariacje umożliwiają określenie obszarów mózgu. poszukiwany przez różne procesy poznawcze. Pierwszą techniką neuroobrazowania jest „ludzka równowaga krążenia”, wynaleziona przez Angelo Mosso w latach 80. XIX w. Był w stanie nieinwazyjnie mierzyć redystrybucję krwi podczas aktywności emocjonalnej i intelektualnej i została ponownie odkryta przez Stefano Sandrone i jego współpracowników w 2014 r. Narzędzia do neuroobrazowania ( MRI , pozytonowa tomografia emisyjna , elektroencefalografia , magnetoencefalografia itp.) W znacznym stopniu przyczyniły się do postępu nauk poznawczych od lat 90. (a nawet wcześniej, bo już w latach pięćdziesiątych w przypadku `` elektroencefalografii '' ), przyczyniając się do tego, co nazwano dekadą. mózgu .

Neuroobrazowanie strukturalne

Obrazowanie strukturalne (znane również jako anatomiczne) ma na celu zidentyfikowanie, zlokalizowanie i zmierzenie różnych części anatomii ośrodkowego układu nerwowego. W klinicznej praktyce medycznej umożliwia identyfikację lokalizacji i rozległości uszkodzenia mózgu do celów diagnostycznych i / lub interwencji chirurgicznej.

W kontekście badań neuronauki poznawczej, obrazy strukturalne dostarczają elementów do interpretacji obserwacji behawioralnych w neuropsychologii . Określając, które zmiany odpowiadają danemu deficytowi poznawczemu, można ustalić, że uszkodzony obszar mózgu jest zaangażowany w mechanizm leżący u jego podstaw. W ten sposób Paul Broca , obserwując pośmiertnie, że mózg pacjenta niezdolnego do mówienia po udarze ukazywał zniszczony obszar w lewym płacie czołowym, Paul Broca wydedukował rolę tego regionu w procesach językowych.

Niedawno, wraz ze wzrostem dokładności pomiarów, stało się możliwe skorelowanie pomiaru objętości (lub gęstości neuronów ) obszaru mózgu z aktywnością lub wynikami behawioralnymi. Tak więc w 2000 roku badanie wykazało, że struktura mózgowa zaangażowana w pamięć przestrzenną, hipokamp (mózg) , była bardziej rozwinięta u londyńskich taksówkarzy niż u przeciętnej populacji, a tym bardziej, że „jechali dłużej.

Aby lepiej zrozumieć procesy poznawcze i emocje u ludzi lub zwierząt, staramy się wizualizować w czasie zbliżonym do rzeczywistego i coraz dokładniej aktywność neuronów, których dotyczą różne rodzaje aktywności mózgu, takie jak na przykład myśl, percepcja, przeżyte lub przeżyte przywoływanie emocji, które powodują bardzo szybkie modyfikacje potencjałów działania w aktywowanych neuronach.

W listopadzie 2015 r. W czasopiśmie Science zespół z Uniwersytetu Stanforda ( Palo Alto w Kalifornii) ogłosił, że udało mu się zwizualizować pod mikroskopem piki neuronalnej aktywności elektrycznej, przedstawiając je „jak rozbłyski światła o rozdzielczości czasowej l. „rząd 0,2 milisekundy  ” . Obserwując te zjawiska, widoczne stają się niedostępne wcześniej aspekty „kodu neuronowego” .

Narzędziami neuroobrazowania strukturalnego są histologia i sekcja zwłok , anatomiczny rezonans magnetyczny , tomografia komputerowa , tomografia emisyjna pojedynczych fotonów  ( SPECT lub tomografia emisyjna pojedynczego fotonu (en) , SPECT), morfometria oparta na wokselach  (en) .

Neuroobrazowanie funkcjonalne

Obrazowanie funkcjonalne ma na celu scharakteryzowanie mózgu w akcji. Tradycyjne zastosowanie tych metod polega na tym, że osoba wykonuje zadanie poznawcze i mierzy sygnał wytwarzany przez aktywność mózgu. W zależności od zastosowanych technik i narzędzi matematycznych można z mniejszą lub większą precyzją ustalić, który obszar mózgu był szczególnie aktywny i na jakim etapie zadania poznawczego.

Do narzędzi neuroobrazowania funkcjonalnego należą:

Przykład:

Po zamocowaniu elektrod badani konfrontują się z semantycznymi i syntaktycznymi doświadczeniami transgresji. W pierwszym przypadku fala ujemna (zwana N400) jest emitowana około 400  ms po bodźcu transgresywnym odpowiadającym anomalii semantycznej. W drugim przypadku fala dodatnia (zwana p.  600) jest emitowana około 600 ms po bodźcu odpowiadającym nieprawidłowości syntaktycznej. Wskazuje to, że aktywność semantyczna poprzedza aktywność syntaktyczną, przynajmniej u osób zdrowych. U pacjentów z afazją, fala N400 jest późniejsza i ma mniejszą amplitudę, ich dostęp do informacji semantycznej byłby wolniejszy.

Porównanie różnych metod

FMRI ma tę samą zaletę, co PET, jaką jest dobra rozdzielczość przestrzenna, a także zapewnia dobrą rozdzielczość czasową, ponieważ jej użycie nie jest oparte na żywotności produktu. Niemniej jednak fMRI ma również wady PET: nieznane bezpieczeństwo i inwazyjna metoda, pacjent musi leżeć, a maszyna wydaje piekielny dźwięk.

EEG i MEG nie są inwazyjne, ponieważ ograniczają tylko pacjenta w bardzo niewielkim stopniu, a zastosowanie elektrod jest bezbolesne. Zapewniają również dobrą rozdzielczość czasową. Niemniej jednak rozdzielczość przestrzenna tych metod pozostaje słabo scharakteryzowana.

Neuroobrazowanie i postępowanie sądowe

Francuska ustawa bioetyczna z 2011 r. Czyni Francję pierwszym krajem na świecie, który w tekście legislacyjnym zezwala na stosowanie obrazowania mózgu jako części ekspertyzy kryminalistycznej .

W innym miejscu Fundacja MacArthur , Europejska Fundacja Nauki i Rada ds. Badań Ekonomicznych i Społecznych skupiają naukowców, filozofów i prawników, których zadaniem jest zbadanie zgodności między dziedziną prawa a najnowszą wiedzą związaną z obrazowaniem mózgu.

Uwagi i odniesienia

  1. Sandrone i in. , „  Angelo Mosso  ”, Journal of Neurology , vol.  259,2012, s.  2513–2514 ( PMID  23010944 , DOI  10.1007 / s00415-012-6632-1 , czytaj online )
  2. Sandrone i in. , „  Ważenie aktywności mózgu z równowagą: oryginalne rękopisy Angelo Mosso wychodzą na światło dzienne  ”, Brain , vol.  137,2014, s.  621–633 ( PMID  23687118 , DOI  10.1093 / brain / awt091 , czytaj online )
  3. EA Maguire i in., „Związane z nawigacją zmiany strukturalne w hipokampach taksówkarzy”, PNAS , 97 (2000), 4398-4403 [ (nie)  czytaj online ] .
  4. Underwood E (2015) Szybszy, jaśniejszy obraz komórek mózgowych w akcji Wiadomości z magazynu Science  ; AAAS; 2015-11-19.
  5. P. Etevenon. Jaskinia Platona. Albo mapowanie snu i snów w nocy . CNRS AV, CNRS Video Library, nr 89, film 16 mm, następnie VHS i DVD z 25 min, S / D 4/3 Couleur Sonore, 1986.
  6. Centrum Analiz Strategicznych , „Mózg i prawa: analiza pojawienia neurodroit” , dokument roboczy n o  2012-07, wrzesień 2012 roku.
  7. Laura Pignatel Olivier Oullier "  Les Neurosciences dans le droit  " Cités , n O  60,2014( czytaj online , sprawdzono 18 lutego 2017 r. ).
  8. Fabrice Guillaume, "  Czy skan mózgu naprawdę może ujawnić twój głos prezydencki?"  » , W L'Obs ,16 kwietnia 2012(dostęp 19 stycznia 2018 ) .

Zobacz też

Bibliografia

Powiązane artykuły

Linki zewnętrzne