Magnétoencéphalographie: qu'est-ce que c'est et à quoi ça sert

La magnétoencéphalographie est l'une des techniques de neuroimagerie les plus connues, utilisée à la fois dans les programmes d'intervention clinique et dans les axes de recherche sur le cerveau humain. Par conséquent, c'est un exemple de la façon dont la technologie nous aide à mieux nous connaître.

Dans cet article nous verrons en quoi consiste la magnétoencéphalographie et comment elle fonctionne, et quelles sont ses utilisations.

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Comprendre le cerveau grâce aux nouvelles technologies

Ça ne fait aucun doute que le cerveau est un système composé de millions de processus biologiques très complexes, parmi lesquels il convient de souligner le langage, la perception, la cognition et le contrôle moteur. C'est pourquoi, pendant des milliers d'années, cet organe a suscité un grand intérêt de toutes sortes de savants qui ont émis diverses hypothèses sur ses fonctions.

Il y a quelques années, pour mesurer les processus cognitifs, des techniques de mesure comportementale étaient utilisées; telles que les mesures du temps de réaction et les tests papier-crayon. Plus tard, tout au long des années 90, de grandes avancées technologiques ont permis d'enregistrer l'activité cérébrale liée à ces processus cognitifs. Ce fut un grand saut qualitatif dans ce domaine de recherche et un complément aux techniques traditionnelles encore utilisées aujourd'hui.

Grâce à ces avancées, on sait aujourd'hui qu'en la fonction cérébrale implique des milliards de neurones interconnectés, formant ce que l'on appelle connexions synaptiques et ces connexions sont mises en mouvement par des impulsions électriques dans le cerveau.

On peut dire que chaque neurone fonctionne comme s'il s'agissait d'une "petite pompe électrochimique" contenant des ions, qui sont chargées d'électricité, et sont en mouvement continu, à la fois à l'intérieur et à l'extérieur de la membrane cellulaire du neurone. Lorsque les neurones sont chargés, ils fournissent un flux de courant dans les cellules, et celles-ci sont à leur tour stimulées; provoquant ce que l'on appelle un potentiel d'action qui fait que le neurone déclenche le flux d'ions chargés.

Ce potentiel électrique se déplace jusqu'à ce qu'il atteigne la région présynaptique puis se libère dans l'espace synaptique neurotransmetteurs qui accèdent à la membrane postsynaptique cellulaire et provoquent immédiatement extracellulaire.

Lorsque plusieurs neurones et cellules interconnectées synaptiquement sont activés simultanément, ils fournissent un flux de courant électrique accompagné d'un champ magnétique et, en conséquence, ils se jettent dans le cortex cérébral.

On estime que pour générer un champ magnétique, mesurable à l'aide d'instruments de mesure placés sur la tête, 50 000 neurones ou plus doivent être actifs et interconnectés. S'il y avait des courants électriques se déplaçant dans des directions opposées, les champs magnétiques qui accompagnent chaque courant s'annuleraient (Hari et Salmelin, 2012; Zhang et al., 2014).

Ces processus complexes peuvent être visualisés grâce à des techniques de neuroimagerie, notamment en trouver un que nous souhaitons mettre en avant et que nous aborderons plus en détail dans cet article, le magnétoencéphalographie.

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Qu'est-ce que la magnétoencéphalographie ?

La magnétoencéphalographie (MEG) est une technique de neuroimagerie utilisée pour mesurer les champs magnétiques produits par les courants électriques dans le cerveau. Ces courants électriques sont produits par des connexions neuronales dans tout le cerveau afin de produire de multiples fonctions. Chaque fonction produit certaines ondes cérébrales et cela nous permettrait de détecter, par exemple, si une personne est éveillée ou endormie.

Le MAG est également un test médical non invasif; par conséquent, lors de la manipulation, aucun instrument n'a besoin d'être inséré dans le crâne pour détecter les signaux électriques interneuronaux. Cet outil permet d'étudier le cerveau humain « in vivo », donc nous pouvons détecter divers mécanismes du cerveau en plein fonctionnement pendant que la personne reçoit certains stimuli ou exécute une activité. En même temps, il permet de localiser une éventuelle anomalie (Del Abril, 2009).

Avec le MEG, nous pouvons visualiser des images tridimensionnelles mobiles avec lesquelles nous pouvons détecter de manière précise, en plus des anomalies, leur structure et la fonction qu'elles remplissent. Cela permet aux professionnels de rechercher s'il existe une relation avec la personnalité des sujets qui présentent ces anomalies, étudier si la génétique joue un rôle pertinent et même contraster si elles influencent la cognition et émotions.

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Qui est responsable et où MEG est-il généralement utilisé ?

Le professionnel spécialisé chargé d'effectuer ces tests d'évaluation du cerveau est le médecin radiologue.

Ce test, ainsi que le reste des techniques de neuroimagerie, est généralement réalisé en milieu hospitalier où tous les équipements nécessaires sont disponibles.

Les systèmes qui effectuent le MEG sont effectués dans une salle spécialisée qui doit être protégée afin d'éviter le interférence qui pourrait être produite par les signaux magnétiques puissants que l'environnement produirait si elle était effectuée dans un endroit tout.

Pour effectuer ce test le patient est logé en position assise et un "casque" contenant des capteurs magnétiques est placé au-dessus de la tête. Les signaux qui fournissent la mesure MEG sont détectés par un ordinateur.

D'autres techniques qui permettent d'étudier le cerveau « in vivo »

Les techniques de neuroimagerie, également appelées tests de neuroradiologie, sont celles qui permettent d'obtenir une image de la structure cérébrale en plein fonctionnement. Ces techniques permettre l'étude des troubles ou anomalies du système nerveux central afin de trouver un traitement.

Selon Del Abril et al. (2009) les techniques les plus utilisées ces dernières années, en dehors de la magnétoencéphalographie, sont les suivantes.

1. Tomographie axiale informatisée (TDM)

Cette technique est utilisée via un ordinateur connecté à un appareil à rayons X.. L'objectif est de capturer une série d'images détaillées de l'intérieur du cerveau, prises sous différents angles.

2. Résonance Magnétique Nucléaire (RMN)

Pour développer cette technique, l'utilisation d'un grand électro-aimant, d'ondes radio et d'un ordinateur est utilisée pour capturer des images détaillées du cerveau. L'IRM fournit des images de meilleure qualité que celles obtenues avec la tomodensitométrie. Cette technique a été une percée pour la recherche en imagerie cérébrale.

3. Tomographie par émission de positons (TEP)

Elle est considérée comme l'une des techniques les plus invasives. Il est utilisé pour mesurer l'activité métabolique de différentes régions du cerveau.

Cette il est obtenu en injectant au patient une substance radioactive qui se lie au glucose pour ensuite se lier aux membranes cellulaires du système nerveux central par la circulation sanguine.

Le glucose s'accumule rapidement dans les zones où l'activité métabolique est la plus élevée. Cela permet d'identifier une diminution du nombre de neurones dans une certaine zone du cerveau, en cas de détection d'un hypométabolisme.

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4. Imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf)

Cette technique est une autre variante qui est utilisée pour visualiser les régions du cerveau qui sont actives à certains moments ou lors de l'exécution d'une activité; ce qui est obtenu en détectant l'augmentation de l'oxygène dans le sang dans les zones les plus actives. Fournit des images de meilleure résolution que d'autres techniques d'imagerie fonctionnelle.

5. Électroencéphalogramme (EEG)

Technique commencée dans les années 1920 qui est utilisée pour mesurer l'activité électrique du cerveau en plaçant des électrodes sur le crâne.

L'objectif de cet outil est de étudier les modèles d'ondes cérébrales associés à des états comportementaux spécifiques (p. Par exemple, les ondes bêta sont associées à un état de vigilance et aussi d'éveil; tandis que les ondes delta sont associées au sommeil) et permet également la détection d'éventuelles altérations neurologiques (p. ex., épilepsie).

Un grand avantage du MEG par rapport à l'EEG est sa capacité à révéler l'emplacement tridimensionnel du groupe de neurones qui génère le champ magnétique mesuré.

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Avantages et inconvénients de la magnétoencéphalographie

Comme toute ressource pour faire du cerveau une réalité compréhensible et capable de fournir des données pertinentes, la magnétoencéphalographie présente certains avantages et inconvénients. Voyons ce qu'ils sont.

avantage

Selon Zhang, Zhang, Reynoso et Silva-Pereya (2014), parmi les avantages de cette technique révolutionnaire de mesure du cerveau, les suivants se démarquent.

Comme indiqué précédemment, il s'agit d'un test non invasif, donc il n'est pas nécessaire de pénétrer à l'intérieur du crâne avec un certain type d'instrument spécialisé pour pouvoir mesurer les champs magnétiques émis par les courants neuronaux dans les différentes régions du cerveau. De plus, c'est la seule technique de neuroimagerie totalement non invasive. Bien sûr, son utilisation ne fait pas de mal.

De plus, il permet la possibilité de voir des images fonctionnelles du cerveau à des moments où l'on en déduit qu'il peut y avoir un trouble mais il n'y a aucune preuve anatomique pour le prouver. C'est pourquoi ce test montre le point local de l'activité cérébrale avec une grande précision.

Un autre avantage qui a été trouvé est qu'il offre également la possibilité de examiner les nourrissons qui n'ont pas encore acquis la capacité d'émettre des réponses comportementales.

Enfin, selon Maestu et al. (2005) le signal MEG n'est pas dégradé par son passage à travers différents tissus; quelque chose qui se produit avec les courants capturés par l'EEG. Cela permet à la magnétoencéphalographie de mesurer directement et en quelques millisecondes les signaux neuronaux.

Désavantages

Selon Maestu et al. (2005) le MEG présente quelques limitations qui l'empêchent d'être la technique définitive dans le domaine de l'étude des cognitions. Ces limites sont :

• Impossibilité de capter des sources qui se trouvent dans les profondeurs du cerveau.
• Haute sensibilité à l'environnement dans lequel le test a lieu.