L'événement présentait trois conférences :
- "Tempête dans la boîte crânienne !" Par Sylvain Baillet, Centre d’imagerie cérébrale McConnell, Université McGill
- "Toute la lumière sur le développement du cerveau" par Anne Gallagher, Chaire de recherche du Canada en Neuropsychologie de l’enfant et imagerie cérébrale, Université de Montréal
- "Apports de la neuroimagerie en psychiatrie : en quoi étudier le cerveau nous aide à mieux comprendre les problèmes de santé mentale ?" par Delphine Raucher-Chéné, Institut universitaire en santé mentale Douglas, Université McGill.
Organization for Human Brain Mapping (OHBM)
L'Organisation for Human Brain Mapping (OHBM) est une société internationale dédiée à l'utilisation de la neuroimagerie pour découvrir l'organisation du cerveau humain. [i] La 29e réunion annuelle de l'Organisation pour la cartographie du cerveau humain (OHBM) est tenue du 22 au 26 juillet 2023, au Palais des congrès de Montréal.
Un peu d’histoire [ii]
L'Organisation pour la cartographie du cerveau humain (OHBM) est une organisation de scientifiques dont l'objectif principal est d'organiser une réunion annuelle (« Réunion annuelle de l'Organisation pour la cartographie du cerveau humain »). L'organisation a été créée en 1995 lors de la première conférence qui était une réunion satellite à Paris de la réunion de la Société internationale pour la circulation sanguine cérébrale et le métabolisme (ISCBFM) tenue à Cologne. Bien qu’au début les réunions des deux sociétés aient été coordonnées, l'ISCBFM et l'OHBM sont désormais complètement séparés. La mission déclarée de l'OHBM est « de faire progresser la compréhension de l'organisation anatomique et fonctionnelle du cerveau humain » en réunissant « des scientifiques de divers horizons qui sont engagés dans des recherches pertinentes à l'organisation du cerveau humain » et en s'engageant « dans d'autres activités pour faciliter communication entre ces scientifiques et promouvoir l'éducation au sujet de l'organisation du cerveau humain. Étant donné que le domaine de la cartographie du cerveau humain est interdisciplinaire, les membres sont des neurologues, psychiatres et psychologues, physiciens, ingénieurs, développeurs de logiciels et statisticiens.
En quoi consiste la cartographie du cerveau humain ? [iii]
Il s’agit d’un ensemble de techniques des neurosciences dédiées à la création de représentations spatiales des propriétés biologiques du cerveau humain. C’est une forme supérieure de la neuro-imagerie, visant à produire des images du cerveau complétées par des données additionnelles (imagerie ou non-imagerie) issues du traitement ou de l'analyse de données, comme des cartes avec une projection (une mesure) de l’activité du cerveau.
Les techniques de cartographie du cerveau sont en constante évolution, et reposent sur le développement et le raffinement des techniques d'acquisition d'image, de représentation, d'analyse, de visualisation et d’interprétation :
- Imagerie par résonance magnétique (IRM) [iv]
- Imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf)
- Spectroscopie proche infrarouge (NIRS) [v]
- Tomodensitométrie par émission de positrons (TEP) [vi]
- Électroencéphalogramme (EEG) [vii]
- Magnétoencéphalographie (MEG) [viii].
Julien Doyon, directeur du Centre d’imagerie cérébrale McConnell de l’université McGill, a ouvert la conférence et présenté les conférenciers. Il a rappelé que Montréal est une plaque tournante de la neuroimagerie au plan mondial car les premiers appareils pour l'imagerie cérébrale au Canada furent Installés à l'Institut neurologique de Montréal dès 1973 où William Howard Feindel, médecin, neurologue, neurochirurgien et chercheur visionnaire était directeur du Département de neurologie et de neurochirurgie de l’université McGill et neurochirurgien en chef de l’hôpital Royal Victoria de Montréal.
Monsieur Doyon a souligné que l’imagerie du cerveau a de multiples applications scientifiques et cliniques, dont :
- Étude des systèmes neuronaux qui sous-tendent les fonctions cognitives chez le sujet sain ou souffrant d'une maladie neurologique et/ou psychiatrique ;
- Évaluation et suivi des effets de diverses interventions pharmacologiques, chirurgicales ou autres ;
- Compréhension du cerveau : de la petite enfance au vieillissement normal et pathologique ;
- Développement de bio-marqueurs pour le diagnostic précoce et le suivi thérapeutique de maladies neurologiques ou psychiatriques.
Tempête dans la boîte crânienne
Sylvain Baillet du Centre d’imagerie cérébrale McConnell de l’université McGill est un physicien de formation. Il décrit les activités cérébrales comme un chaos organisé.
Il évoque les premières études qui ont mené aux technologies actuelles d’exploration du cerveau.
- Fin XVIII siècle, le médecin viennois Franz Joseph Gall invente la phrénologie, une théorie pseudo-scientifique selon laquelle les bosses du crâne d'un être humain reflètent son caractère.
- Luigi Galvani, un physicien et médecin de Bologne formule l’hypothèse d'une « électricité animale », qui serait sécrétée par le cerveau et se déchargerait lorsque nerf et muscle sont reliés par les métaux. Après de multiples expériences il publie en latin en 1791, De viribus electricitatis in motu musculari. Commentarius (Commentaire sur les forces électriques dans le mouvement musculaire). Une trentaine d'années plus tard, les pionniers de l'électrophysiologie remettent à l'honneur les hypothèses de Galvani sur l'électricité animale.
- Hans Berger est le premier, en 1924, à amplifier le signal électrique de l’activité neuronale et à en décrire les tracés en forme de vagues. Il contribue au progrès de l’électroencéphalographie.
Aujourd’hui, les enregistrements sont numériques. Depuis une dizaine d’années déjà des casques sont offerts par plusieurs boutiques pour enregistrer sur nos appareils mobiles l’activité électrique de nos cerveaux. Certains expérimentent le contrôle de divers appareils dont des drones par les ondes cérébrales [ix].
Les ondes cérébrales sont des oscillations qui se situent dans la zone des basses fréquences du spectre électromagnétique. On classe les ondes cérébrales en gammes de fréquences : Thêta, alpha, bêta, delta et gamma.
Les rythmes cérébraux (activité neuro-électrique) sont l’oscillation électromagnétique émise par le cerveau. Ils forment une empreinte propre à chacun à la manière des empreintes digitales. Ils sont distribués en réseaux dans nos cerveaux et structurent nos pensées. Tout le cerveau est mobilisé autant lors d’une simple sensation que lors des réflexions les plus complexes et profondes.
Toute la lumière sur le développement du cerveau
Anne Gallagher est chercheuse au Centre de recherche du CHU Sainte-Justine et professeure agrégée au Département de psychologie de l’Université de Montréal. Ses intérêts de recherche sont axés sur le développement cognitif et langagier de l’enfant.
L’étude qu’elle a présentée portait sur la réaction du cerveau des nourrissons à la langue maternelle en comparaison de leur réaction aux langues étrangères.
La technologie utilisée lors de ces recherches est la spectroscopie proche infrarouge (NIRS). Il s’agit d’une technologie similaire à celle utilisée par les oxymètres[x], le petit appareil qu’on place au bout d’un doigt pour mesurer la saturation d’oxygène du sang. Pour les études de madame Gallagher, c’est un casque NIRS qui envoie de la lumière infrarouge sur le cuir chevelu. La lumière captée par les détecteurs du casque permet d’estimer les changements d’oxygénation du cerveau, donc l’activité cérébrale.
Or, cette mesure montre qu’une région particulière du cerveau du nourrisson s’active lorsqu’il entend la langue maternelle, la langue qu’il a entendu tout au long de son développement fœtal qui que ce soit qui la parle. Le cerveau du nourrisson réagit différemment aux langues qui lui sont étrangères. Des études devront être poursuivies pour connaître les réactions du cerveau du nourrisson dans le cas de familles bilingues.
Apports de la neuro-imagerie en psychiatrie : en quoi étudier le cerveau nous aide à mieux comprendre les problèmes de santé mentale ?
Delphine Raucher-Chéné, Institut universitaire en santé mentale Douglas, Université McGill.
Le programme de recherche du Dre Raucher-Chéné est axé sur le développement d’une compréhension globale de la psychopathologie cognitive des maladies mentales graves (c.-à-d. le trouble bipolaire et le trouble du spectre de la schizophrénie), à tous les stades, de la neuro-imagerie à la remédiation.[xi]
Un trouble mental, selon Madame Raucher-Chéné est un état de santé qui se définit par des changements qui affectent la pensée, l'humeur ou le comportement d'une personne, ce qui perturbe son fonctionnement et lui entraine de la détresse.
Au niveau mondial, 12,5% des individus sont atteints de trouble mentaux.
L’Imagerie par résonance magnétique (IRM) est un outil à la fois diagnostique et thérapeutique. L'IRM du cerveau peut aider à identifier des anomalies structurelles, telles que des tumeurs, des kystes, des lésions cérébrales ou des malformations congénitales, qui pourraient être à l'origine de certains symptômes psychiatriques. L'IRM est largement utilisée dans la recherche sur les troubles mentaux. Les scientifiques peuvent comparer les images cérébrales de personnes souffrant de différentes affections mentales pour mieux comprendre les mécanismes sous-jacents à chaque trouble.
En suivant l'évolution des structures cérébrales avant et après un traitement, les professionnels de la santé peuvent évaluer l'efficacité d'un médicament ou d'une thérapie spécifique chez les patients atteints de troubles mentaux. L'IRM permet de visualiser les connexions entre différentes régions du cerveau, ce qui est essentiel pour comprendre les réseaux cérébraux impliqués dans les troubles mentaux et comment ils peuvent être perturbés.
L'IRM aide à identifier des biomarqueurs spécifiques liés à certains troubles mentaux, ce qui peut être utile pour un diagnostic précoce et pour suivre la progression de la maladie. Dans certains cas, l'IRM peut être utilisée pour fournir un retour en temps réel sur l'activité cérébrale, ce qui permet aux patients d'apprendre à réguler leur activité cérébrale et à améliorer leur fonctionnement mental.
Vu le nombre grandissant d’enregistrements, on utilise maintenant le potentiel de l’intelligence artificielle pour analyser les résultats d’un enregistrement et par comparaison faciliter les diagnostiques.
Avec l’augmentation du nombre d’enregistrements, il serait peut-être possible de prévoir le développement chez l’individu de certains troubles mentaux ainsi que que les maladies neurodégénératives telles que la maladie d'Alzheimer et les affections apparentées, la maladie de Parkinson et autres. Une question que se posent les spécialistes : doit-on informer l’individu de son risque potentiel de développer de tels troubles. Ceci me rappelle un peu le scénario de Minority Report, film de science-fiction de Steven Spielberg …
Conclusions
Ce domaine du savoir qui a été une révélation a suscité chez moi des questions. Voici mes conclusions personnelles suite à ces présentations sur la cartographie du cerveau.
II y a des technologies d’imagerie qui permettent une meilleure connaissance de l’anatomie du cerveau. Il y a des technologies d’imagerie qui permettent une meilleure connaissance du fonctionnement du cerveau et précise les réactions du cerveau à divers stimuli de l’environnement.
L’électroencéphalographie permet à l’individu d’interagir avec son cerveau, par exemple par le neurofeedback [xii] qui facilite le contrôle des émotions, des humeurs et de certains comportements. L’électroencéphalographie permet à l’individu d’activer consciemment certaines zones de son cerveau et utiliser ses ondes cérébrales pour interagir avec le monde extérieur, par exemple éventuellement permettre à un paraplégique de communiquer par lui-même avec certains outils technologiques, faire avancer son fauteuil roulant, écrire à l’ordinateur, etc.
L’ensemble de ces formidables technologies appliquées à l’étude du cerveau humain me mène à me questionner sur l’éventuelle influence d’une meilleure connaissance du cerveau sur le monde de l’éducation, en ce qui me concerne, particulièrement l’éducation de base concernant tous les citoyens de 6 à 13 ans. J’ai déjà publié mon concept : Une éducation équilibrée pour une société en mutation [xiii] sur Educavox en février dernier.
Mes questions sont triples : Quelles parties du cerveau de l’enfant en croissance sont activées…
-
- Lors d’activités de mémorisation de type « drill » ou d’enseignement explicite ;
- Lors d’activité d’apprentissage par l’exploration de l’environnement, pédagogie de projets ou makerspace, par exemple :
- Lors d’activité de création et de communication, rédaction de texte, production de vidéos, photographie, musique …
Mon problème en est un d’éthique. Peut-on cartographier l’activité cérébrale des jeunes enfants en situation d’apprentissage ? L’avantage serait de mieux comprendre l’influence réelle des différentes approches pédagogiques sur le développement de l’individu. Par contre, ces images ne pourraient-elles pas devenir l’alliée d’une intelligence artificielle avec un état à tendance totalitaire pour tenter de mieux contrôler les individus ?
Cet article de ma conception a été rédigé à partir des textes des diapositives de conférenciers, avec des extraits du texte produit par ChatGPT en réponse à la question suivante : « Que peux-tu m'écrire au sujet de L’Imagerie par résonance magnétique (IRM) comme un outil diagnostique et thérapeutique des troubles mentaux?» et la conclusion est de moi.
[i] OHBM OnDemand
[ii] Traduction par la traduction Google du texte de Wikipédia https://en.wikipedia.org/wiki/Organization_for_Human_Brain_Mapping
[iii] Source, Cartographie du cerveau, Wikipédia
https://fr.wikipedia.org/wiki/Cartographie_du_cerveau
[iv] Imagerie par résonance magnétique (IRM)
[v] Spectroscopie du proche infrarouge (NIRS)
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2543343122001440
[vi] Tomographie par émission de positons (TEP)
Une TEP du cerveau peut montrer dans quelle mesure le cerveau fonctionne bien et quelles sont les parties plus actives du cerveau pendant certaines activités, par exemple pendant le calcul mental. La TEP est parfois utilisée pour aider les médecins à diagnostiquer une maladie d’Alzheimer et une maladie de Parkinson, ainsi que pour les aider à évaluer des troubles convulsifs.
[vii] Électroencéphalographie (EEG)
[viii] MEG (Magnéto-encéphalographie)
http://www.imagerie-info.com/meg.shtml
[ix] Commander des machines par la pensée : est-ce possible ?
[x] L’oxymétrie, comment ça marche ?
https://www.girodmedical.com/blog/qu-est-ce-que-loxymetrie/
[xi] Delphine Raucher-Chéné, MD, PhD
https://douglas.research.mcgill.ca/fr/delphine-raucher-chene/
[xii] Le biofeedback : Histoire du biofeedback
https://www.rvd-psychologue.com/histoire-biofeedback-eeg-electro-encephalogramme.html
[xiii] Une éducation équilibrée pour une société en mutation
https://www.educavox.fr/accueil/debats/une-education-equilibree-pour-une-societe-en-mutation
Dernière modification le dimanche, 06 août 2023
