Hjernebehandling

Den avbildning av hjernen (også kjent som neuroimaging ) betyr alle teknikker fra den medisinsk billeddannelse som for å observere hjernen, spesielt når en person utfører en oppgave kognitive .

Historisk

Observasjonen av hjernen ved obduksjon var upresis og ufullstendig, særlig på grunn av post mortem observasjon av et frossent organ, som ikke kunne forklare forskyvningen av hjernesvulster ved kognitive lidelser, som afasi . Utviklingen av medisinske bildebehandlingsteknikker kombinert med metoder for kognitiv og eksperimentell psykologi (for eksempel psykolingvistikk ) har gjort det mulig å observere in vivo den elektriske aktiviteten og blodstrømmen i hjernen, hvis variasjoner gjør det mulig å bestemme hjerneområdene anmodet av forskjellige kognitive prosesser. Den første nevroavbildningsteknikken er den “menneskelige sirkulasjonsbalansen” som ble oppfunnet av Angelo Mosso i 1880-årene. Han var i stand til å måle omfordeling av blod under emosjonell og intellektuell aktivitet ikke-invasivt og ble gjenoppdaget av Stefano Sandrone og hans kolleger i 2014. Nevroimaging-verktøy ( MR , positronemisjonstomografi , elektroencefalografi , magnetoencefalografi, osv.) Har således i stor grad bidratt til fremdriften innen kognitiv vitenskap siden 1990-tallet (eller til og med før, så tidlig som på 1950-tallet for ' elektroencefalografi ), og har bidratt til det som har blitt kalt tiåret av hjernen .

Strukturell nevroavbildning

Strukturell bildebehandling (også kjent som anatomisk) søker å identifisere, lokalisere og måle de forskjellige delene av sentralnervesystemets anatomi. I klinisk medisinsk praksis gjør det det mulig å identifisere lokalisering og utvidelse av en hjerneskade for diagnostiske og / eller kirurgiske inngrep.

I sammenheng med kognitiv nevrovitenskapelig forskning gir strukturelle bilder elementer for å tolke atferdsobservasjoner i nevropsykologi . Ved å bestemme hvilke lesjoner som tilsvarer et gitt kognitivt underskudd, er det mulig å fastslå at den skadede regionen av hjernen er involvert i den underliggende mekanismen. Dermed var det ved å observere, post mortem, at hjernen til en pasient som ikke hadde blitt i stand til å snakke etter et hjerneslag, presenterte et ødelagt område i venstre frontallapp, at Paul Broca dedikerte denne regionens rolle i språkprosesser.

Mer nylig, med økningen i målenøyaktighet, har det blitt mulig å korrelere målingen av volumet (eller tettheten av nevroner ) i en hjerneområde med aktiviteter eller atferdsmessige resultater. Således i 2000 viste en studie at en hjernestruktur involvert i romlig hukommelse, hippocampus (hjerne) , var mer utviklet i London- drosjesjåfører enn i gjennomsnittlig befolkning, og desto mer som de hadde kjørt lenger.

For å bedre forstå kognisjon og følelser hos mennesker eller dyr, prøver vi å visualisere i nær sanntid og mer og mer presist aktiviteten til nevroner som er berørt av forskjellige typer hjerneaktivitet, for eksempel ved tanken, oppfatningen, den levde eller tilbakekalling av følelser som resulterer i meget raske modifikasjoner av potensialene for handling i de aktiverte nevronene.

I november 2015 i tidsskriftet Science kunngjorde et team fra Stanford University ( Palo Alto , California) at det hadde lyktes i å visualisere toppene av neuronal elektrisk aktivitet under et mikroskop ved å representere dem "som lysglimt med en tidsoppløsning på 1. 'orden på 0,2 millisekunder  ' . Ved å observere disse fenomenene blir hittil utilgjengelige aspekter av "nevrale koden" synlige.

Verktøyene med struktur neuroimaging er histologi og obduksjon , anatomiske MRI , CT-scan , single photon emission tomography  ( TEMP, eller SPECT (en) , SPECT), voksel -basert morfometri  (en) .

Funksjonell nevroavbildning

Funksjonell bildebehandling søker å karakterisere hjernen i aksjon. Den tradisjonelle bruken av disse metodene er å få en person til å utføre en kognitiv oppgave og måle signalet som produseres av hjerneaktivitet. Avhengig av teknikker og matematiske verktøy som er brukt, er det mulig å finne, med mer eller mindre presisjon, hvilken region i hjernen som var spesielt aktiv og på hvilket punkt i den kognitive oppgaven.

Verktøyene for funksjonell nevroavbildning inkluderer:

Eksempel:

Etter å ha festet elektrodene, blir emnene konfrontert med semantiske og syntaktiske overtredelsesopplevelser. I det første tilfellet sendes en negativ bølge (kalt N400) ut omtrent 400  ms etter den transgressive stimulansen tilsvarende den semantiske anomalien. I det andre tilfellet  sendes en positiv bølge (kalt s. 600) ut omtrent 600 ms etter stimulansen som tilsvarer den syntaktiske abnormiteten. Dette indikerer at semantisk aktivitet går foran syntaktisk aktivitet, i det minste hos friske personer. Hos afasiske pasienter, hvis N400-bølgen er senere og med mindre amplitude, vil deres tilgang til semantisk informasjon være tregere.

Sammenligning av de forskjellige metodene

FMRI deler med PET fordelen med god romlig oppløsning, og tilbyr også god tidsoppløsning siden bruken ikke er basert på produktets levetid. Likevel deler fMRI også ulempene med PET: ukjent sikkerhet og invasiv metode, pasienten må ligge og maskinen lager en helvetes lyd.

EEG og MEG er ikke invasive fordi de bare begrenser motivet veldig lite, og påføringen av elektrodene er smertefri. De tilbyr også god tidsoppløsning. Likevel forblir den romlige oppløsningen av disse metodene dårlig karakterisert.

Nevroavbildning og rettsmedisinsk behandling

Den franske bioetiske loven fra 2011 gjør Frankrike til det første landet i verden som ved lovtekst tillater bruk av hjerneavbildning som en del av rettsmedisinsk ekspertise .

Andre steder samler MacArthur Foundation , European Science Foundation og Economic and Social Research Council forskere, filosofer og jurister som har til oppgave å undersøke sammenhengen mellom det juridiske feltet og ny kunnskap relatert til hjerneavbildning.

Merknader og referanser

  1. Sandrone et al. , "  Angelo Mosso  ", Journal of Neurology , vol.  259,2012, s.  2513–2514 ( PMID  23010944 , DOI  10.1007 / s00415-012-6632-1 , les online )
  2. Sandrone et al. , “  Veier hjerneaktivitet med balansen: Angelo Mossos originale manuskripter kommer frem i lyset  ”, Brain , vol.  137,2014, s.  621–633 ( PMID  23687118 , DOI  10.1093 / brain / awt091 , les online )
  3. EA Maguire et al., "Navigasjonsrelaterte strukturelle endringer i hippocampi av drosjesjåfører", PNAS , 97 (2000), 4398-4403 [ (in)  lest online ] .
  4. Underwood E (2015) Et raskere, lysere bilde av hjerneceller i aksjon Nyheter fra magasinet Science  ; AAAS; 2015-11-19.
  5. P. Etevenon. Platons hule. Eller kartlegge en natts søvn og drømme . CNRS AV, CNRS Video Library, N ° 89, 16 mm film deretter VHS og DVD på 25 min, S / D 4/3 Couleur Sonore, 1986.
  6. senter for analyse , "Hjernen og loven: analyse av fremveksten av neurodroit" , Working Paper n o  2012-07, september 2012.
  7. Laura Pignatel og Olivier Oullier, "  Les neurosciences dans le droit  ", Cités , n o  60,2014( les online , konsultert 18. februar 2017 ).
  8. Fabrice Guillaume, "  Kan en hjerneskanning virkelig avsløre presidentens stemme?"  » , On L'Obs ,16. april 2012(åpnet 19. januar 2018 ) .

Se også

Bibliografi

Relaterte artikler

Eksterne linker