Quels sont les 5 niveaux d’analyse
- Moléculaire
- Cellulaire
- Neuroscience intégrative
Neuroscience du comportement
Neurosciences cognitvies
MOLÉCULAIRE
- Neurobiologie moléculaire
CELLULAIRE
- Comment ces molécules confèrent aux neurones ses propriétés particulières (Fonctions et influences réciproues)
NEUROSCIENCE INTÉGRATIVE
- Les neurones sont organisés en réseaux, en systèmes
NEUROSCIENCES DU COMPORTEMENT
- Relation entre le système et les comportements
LA SCIENCE EMPIRIQUE
Créer des règles générales à l’aide d’observation
J1: Le soleil se lève
J2: Le soleil se lève
J3: Le soleil se lève
…
→ Chaque matin, le soleil se lève
LA SCIENCE INDUCTIVE
Science: Si A et B vont ensemble (corrélation), comment sait-on s’il y a une causalité?
DEUX GRANDES APPROCHE COMPLÉMENTAIRE
- APPROCHE DE PERTURBATION CÉRÉBRALE
2.APPROCHE NEUROPHYSIOLOGIQUE
APPROCHE NEUROPHYSIOLOGIQUE
Manipulation d’un processus cognitif (cognition) → Changement dans le cerveau → Changement dans les variables
APPROCHE DE PERTURBATION CÉRÉBRALE
Perturbation cérébrale → Changement dans la cognition → mesure la performance à une tâche
ÉVITER LA FALSIFICATION
On commence par une théorie et non par des donnés
On trouve Ho afin de refuser celle-ci
Si H0 est refusé, on peut accepter H1
ERREUR DE TYPE I
- On aurait du garder Ho, alors qu’on la rejeter (faux positif)
→ H1 n’est pas vrai
ERREUR DE TYPE II
- On aurait du rejeter Ho, alors qu’on la garder. (faux négatif)
→ H0 est vrai
STRUCTURE D’UN ARTICLE
ABSTRACT
- résumé au début de l’article
INTRODUCTION
- Littérature passée (Quel littérature a été fait)
- Positionnement (Le positionnement par rapport à la littérature, permet d’expliquer l’hypothèse)
- Objectifs (le but est de découvrir quoi)
- Hypothèse (on pense quoi)
LA MÉTHODE
- Explique la méthode
- Cohérente avec les objectifs et avec les hypothèses
- Protocole + Outils
RÉSULTATS
- Résultats aux hypothèses
- Pas de résultats sur d’autres sujets (seulement ceux nécessaire) → un choix a été fait de ce qui est pertinent
- Pas d’interprétations (rapport seulement les faits)
DISCUSSION
- Interprétation des résultats
- Cohérent avec la posture prise dans l’introduction
CONCLUSION
- Limites (ex: échantillons limité)
- Message clé (conclusion)
RÉSOLUTION SPATIALE ET TEMPORELLE DE L’IMAGERIE CÉRÉBRALE
- de plus en plus de méthode
PREMIÈRE IMAGERIE CÉRÉBRALE
- moins cher
- Angelo Mosso (1846-1910)
→ on est couché à l’horizontal sur une balance→ quand on réfléchi, notre tête est plus lourde donc on peche.
MAGERIE PAR RÉSONANCE MAGNÉTIQUE (IRM)
- Fait appel aux champs magnétiques en exploitant des propriétés physiques de la matière, en particulier de l’eau qui constitue environ les 3/4 de la masse du corps humain
- C’est une photo, donc pas dynamique
→ Quand l’eau bouge → l’eau n’est pas uniforme → couleur
- État naturel des noyaux qui produisent un champs magnétique → État naturel
- L’appareil aligne les protons des atomes d’hydrogens → Magnétisation
- la règle dont on veut avoir une image est ensuite bombardée par le champs magnétiques orthogonal d’ondes radios → Excitation (pour étudié une zone)
- Détection de la transition d’état énergétique, lorsque les noyaux excités retournent à leur alignement original
→ retour à l’état naturel → énergie → étude de cette énergie et le temps pour revenir à cet état plus rapide = plus d’eau
Sur un IRM, le blanc représente l’absence d’eau
Coupe médiosagittale pondérée par t1 (IRM)
-> savoir repéré les régions sur une photo
IMAGERIE PAR RÉSONNANCE MAGNÉTIQUE FONCTIONNELLE (T2)
→ détecte le blood oxygen level dependent (BOLD)
→ changement dans le cerveau dans le temps
L’oxyhémoglobine avec O2 est légèrement repoussée par un champs magnétique alors que la désoxyhémoglobine sans O2 est atirée par un champs magnétique
→ information sur quelle région travail.
C’est le contraste entre la magnétisation d’une région à deux moments dans le temps.
Mesure le temps de relaxation (T2) des noyaux d’oxygène
Résolution spatiale mesurée en voxel (1 mm^3 à 5 mm^3)
Résolution temporel du signal BOLD: relativement faible mais plus grand que 1s
Quand on bouge notre pouce droit, l’activité se trouve dans l’hémisphère gauche
AVANTAGES
- excellente résolution spatiale
- Accessibilité croissante (coute cher)
- Non invasif mais envahissant → limitation chez l’enfant
LIMITES
- Faible résolution temporelle: flot sanguin (mesure indirecte) → on regarde l’oxynation du cerveau
- Cout élevé
- Contre indications (prothèse ferromagnétiques et claustrophobie)
- Inconvénients (bruit et espace restreint)
EXPÉRIENCE BLOCK DESIGN
Objet:
- Carré noir (contrôle)
- Carré noir et blanc (expérimentale)
Expérience avec 7 personnes (le groupe n’est pas assez gros mais on voit quand même la différence)
→ La condition contrôle doit entrainer l’activation des mêmes traitement que ceux activés par la condition expérimentale à l’exception du traitement étudié.
→ carré noir et blanc on plus d’intensité d’activation que le carré noir.
→ on fait la différence des images simulation et contrôle et on trouve une image de différence moyenne (isolation d’une activité propre au traitement qui est exécuté que dans la condition expérimentale)
ÉLECTROPHYSIOLOGIE UNITAIRE
- Mesure la différence de potentiel électrique entre une ou plusieurs électrode active et une électrode de référence
→ Ne permet pas de trouver des liens de causalité avec seulement ça, car on ne voit pas beaucoup de neurone
→ Utilisé pour voir la réponse à une tâche
→ utilise histogramme temporel péri-stimulus pour voir quand le densité des potentiels d’action augmente (durant une stimulus visuel par exemple)
LOCAL FIELD POTENTIAL
- enregistrement de l’activité de plusieurs centaines de neurones
→ utile pour savoir à quel niveau on peut enlever de la matière en chirurgie
AVANTAGES
- Résolution spatiale excellente (précision géographique), mais limités aux neurones ciblés
- Résolution temporelle excellente (précision dans le temps)
LIMITES
- Très prenant pour l’animal (presque cruauté animale)
- Méthode invasive donc limité chez les humains en cas de chirurgie
- Cout élevé
- Accessible faible: longue procédure chirurgicale
ÉLECTROENCÉPHALOGRAPHIE
- capte l’activité électrique
- On connait bien cette technique et elle est facile à utiliser
- On doit mettre du gel de conduction
1. Point de référence (contrôle) derrière l’oreille (mastoide gauche)
2. On capte l’activité des autres électrodes
3. Activité autre électrode - point de réféerence
→ Le signal électroencéphalique est une différence de potentiel électrique entre une électrode cérébrale et une électrode de référence
Résolution temporelle > Résolution spatiale
→ Il y a une perte à cause de la dure-mère et du crâne
Fréquence de EEG (Signal EEG): 1 à 100 Hz
Ne réfletes par les potentiels d’action de neurones ne particulier → réflete la somme des potentiels post synaptiques dendritiques d’un ensemble de neurones
→ permet d’extraire la puissance de l’activité dans certains bandes de fréquences sur un long intervalle de temps
Potentiels évoqués électrophysiologiques (ERP)
P: Positif (ex: P100)
N: Négatif (ex: N170)
→ graphique inversé
P1: premier positif après chiffre expliquant la latence
N1: premier négatif après chiffre expliquant la latence
→ P100 (100 ms de latence)
→ Précision temporelle de l’ordre de ms
→ On fait une moyenne des potentiels évoqués pour éliminer le bruit et on obtient les potentiels évoqués moyens
Précision spaciale: difficile d’inférer la ou les sources d’une distrubution d’activité EEG sur le scalpe à caude d’un problème inverse irrésoluble (une infinité de source produit exacteement la même distribution EEG sur le scalpe)
DELTA
- plus petit que 4Hz
→ deep sleep
THETA
- 4 à 8 hz
→ sleeping
ALPHA
- 8 à 12 Hz
→ Awale and resting
BÉTA
- 12 à 25 Hz
→ Awake with mental activity
GAMMA
- 25 à 150 Hz
→ high mental activity
AVANTAGES
- Résolution temporelles excellente: d’ordre de ms
- Non invasif (seulement gel)
- Cout faible
- Très accessible
LIMITES
- Résolution spatiale faible: chaque électrode couvre une superficie d’envuron 3cm^2, car le signal est dévié et réduit par les os du crâne
- Problème inverse: il esrt difficile de connaitre précisement la localisation de la source de l’activité de l’activité électrique
- Le signal est très faible (20 à 100 uV) donc très vulnérable aux interférences (clignement, activité cardiaque, machine dans la pièce)
MAGNÉTOENCÉPHALOGRAPHIE
- capte l’activité magnétique avec l’axote
- Régle de la main droite (pouce = courant) (doigts = champs magnétique)
- Moins de perte de signal à travers les tissus des méniinges et du crane → Bien meilleure localisation des dipoles de EEG
AVANTAGES
- Bonne résolution spatiale
- Excellente résolution temporelle
- Non invasif
LIMITES
- cout élevé
- L’appareil est complexe et capricieux (plus que EEG)
- Peu accessible
IMAGERIE OPTIQUE
- source de lumière quasi-infrarouge (700 à 2500 nm) placé sur le cuir chevelu
- Des détecteurs de fibres optiques sont placés à quelque centimàtres de la sources de lumière → Ils sont sensibles à la lumière émise
- Mesure de l’absorption de la lumière: mesure indirecte de la concentration d’oxyhémoglobine (o dans le sang)
Oxy: rouge
Deoxy: vert
High blood: bleu
Low blood: jeune
LÉSION
→ double dissociation possible entre la structure (dorsal) et sa fonction (ventral)
On s’approche d’établir un lien causal
LÉSION NATURELLE
Ex: AVC dans la même région
→ trouve l’image moyenne → troubles des fonctions cognitives du cortex préfrontal)
Avantages:
- permet de généraliser la conclusion aux humains (utilisaiton d’humain)
Limite:
- Étendu non contrôlée → limite la validité de la conclusion
LÉSION EXPÉRIMENTALE
Avantages:
- étendue contrôlée → assure la validité de la conclusion
Limite:
- limite l’extrapolation de la conclusion chez l’humain, car des animaux sont utilisé.
SIMULATION MAGNÉTIQUE TRANSCRANIENNE (SMT)
- Non-invasif
1. On produit un fort champ magnétique pulsé de 2 à 3 Tesla (fort mais moins que IRM) à l’aide d’une bobine d’induction (on choisit où on applique ce champs)
2. ce champs passe à travers le crane sans aucune douleur
→ Produit un courant interagissant localement et brièvement avec le flot d,Ion à travers la membrane des neurones et donc avec l’activité nerveuseé UN stimulation forte interrompt l’activité nerveuse et créer une lésion temporaire. Une stimulation faible facilite le traitement
→ permet d’activé certaines régions du cerveau (à l’aide de l’homoncule)
Ex: Active la région du pouce → contraction du pouce)
SMT RÉPÉTITIVE (rTMS)
- pulsation à la seconde pendant une dizaine de minutes
- Effet peuvent durer plusieurs heures voir quelques jours
- Traitement de la dépression en stimulant le DLPFC
AVANTAGES
- Démonstration de l’implication causale d’une région cérébrale dans la une tâche expérimentale (car on fait l’action - double dissociation)
- Bonne résolution spaciale (1cm^2)
- Excellente résolution temporelle (ordre de la ms pour la méthode de pulsion SMT unique)
- Non invasif ? Non nocif?
LIMITES
- Matériel couteux
- Contre indication: épilepsie
- Difficulté de stimuler des régions sous corticales
- Peut être douloureuse (douleur psychologique) (ex: dans le lobe frontal et temporal)
OPTOGÉNÉTIQUE
- Exprimer l’ADN e la channelrhodosin-2 dans les neurones de la souris → production de potentiels d’action sous la lumière bleue en dépolarisant les neurones
AVANTAGES
- Résolution spatiale et temporelle excellentes
- peu couteux
INCONVÉNIENTS
- invasif
- peu accessible
