EEG et potentiels évoqués

Berger, 1929 Dawson, 1951

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MEG-EEG spontané : les rythmes

RythmesEEG spontané

alpha

mu

bêta

thêta

delta

gamma

Transformée de Fourier

10-100 µV

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Le rythme alpha

8-13 Hz

20-60 µV

Régions occipito-pariétales alpha continu

États de veille diffuse (yeux fermés)

Réaction d’arrêt visuelle :

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Le rythme mu

7-11 Hz

Régions centrales

Réaction d’arrêt aux mouvements de la main

Pfurtscheller et al., 1997

« Rythmealpha moteur »

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L’activité bêta

supérieure à 13 Hz, moyenne 25-30 Hz

inférieure à 10 µV environ

Régions frontales + bêta diffus

État d’activité normale, veille non diffuse

Sommeil paradoxal

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Le rythme thêta

4-7 Hz

10-50 µVFragmentation de l’alphaAccentuation du bêtaApparition du thêta

Adulte éveillé → pathologie

Un rythme cérébral naturel associé à des fonctions cognitives ?

Endormissement

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Le rythme thêta

Calcul mental

Sasaki et al., 1996

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Le rythme delta

inférieur à 3-4 Hz

300 µV environ

Sommeil profond (stades 3 et 4)

Adulte éveillé → pathologie

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La bande gamma

centrée autour de 40 Hz

Perception visuelle chez le chat

Liage perceptif et intégration cognitive chez l’homme

Visages

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La bande gamma

centrée autour de 40 Hz

Perception visuelle chez le chat

Liage perceptif et intégration cognitive chez l’homme

DésynchronisationSynchronisationRodriguez et al., 1999

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Conclusion sur les rythmes

Rythmes ↔ Niveaux d’éveil et Stades du sommeil

Rythmes ↔ Pathologie

Rythmes ↔ Code universel de l’activité cérébraleAssemblées neuronales synchrones ⇒ fonctions cognitives

(association, intégration)[Basar et al., 2000; Varela, 1995]

Origine de rythmes ?interactions cortico - sous-corticales (thalamus)

interactions cortico - corticales

Liens Rythmes ↔ Potentiels et Champs magnétiques Évoqués ?

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Potentiels et champs magnétiques évoqués (PE et EF)

Dawson, 1951

répétition des stimulations

reproductibilité des événements neuronaux évoqués par la stimulation et la tâche, et de l’état du sujet

EEG spontané ↔ bruit de fond

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Composantes exogènes et endogènes

PE exogènes ↔ caractéristiques physiques des stimulus

PE endogènes ↔

- caractéristiques de la tâche

(signification de stimulus / tâche)

- attitude / état du sujet.

En EEG: Pxxx ou Nxxx, potentiel positif ou négatif culminant à xxx msEn MEG: Mxxx, champ magnétique culminant à xxx ms

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Composantes exogènes

latence très faible (<< 200 ms)

traitement des informations dans les voies sensorielles :

EEG : périphérie, moelle épinière, tronc cérébral, cortex

MEG : cortex

Suivant la modalité sensorielle

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PE somatosensoriels ou PES

Depuis la moelle épinière jusqu’au cortex somesthésique

≈ Mêmes composantes en MEG, à partir de 20 ms

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PE auditifs ou PEA

Depuis la cochlée jusqu’au cortex auditif

≤ 10 ms : PE de très courte latence ou BAEPs,Brain-Stem Auditory Evoked Potentials (nerf auditif, tronc cérébral)

≤ 50 ms : PE de latence « moyenne » (thalamus, cortex)

N100 / M100≤ 100-150 ms : PE de latence « longue » (cortex)

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PE auditifs ou PEA

MEG EEG

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PE auditifs ou PEA

MEG EEG

Giard et al., 1994

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PE visuels ou PEV

Sources corticales, occipitales

EEG

MEG

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Composantes endogènes

latence plus tardive que les ondes exogènes (> P200)

chevauchement important

effets de variables endogènes sur des composantes exogènes

Néanmoins,

Frontière pratique, mais artificielle

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1ères composantes endogènes décrites : la VCN et la P300

Variation Contingente Négative, VCN (Walter et al., 1964)

FCz

onde négative, fronto-centrale, lente

- temporellement

- dans le contexte de la tâche

entre deux stimulus associés

liée à l ’estimation temporelle

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1ères composantes endogènes décrites : la VCN et la P300

P300 (Sutton et al., 1965, 1967)

Cz

Pz

onde positive, pariétale, étendue

amplitude inversement proportionnelle à la probabilité d’occurrence d’un stimulus

P300 en réponse à un stimulus absent

1er stimulus2e stimulus, omis

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Un ensemble d’ondes permettant de segmenter le TR

Processing negativity

PN = Attended- Ignored

⇒ Processus de sélection précoce / Attention sélective

Gevins et Cutillo, 1986

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Un ensemble d’ondes permettant de segmenter le TR

Mismatch negativity, MMN/N2a

⇒ détection automatique d ’un « mismatch » des traces sensorielles

MMN = Deviant (*, rare) - Standard (frequent)

Gevins et Cutillo, 1986

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Un ensemble d’ondes permettant de segmenter le TR

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Readiness potential, RP

Slow (positive) wave

N400

P3b

N2b

P3a⇒

Réaction d ’orientation vers des stimulus déviants, rares / Processus d ’évaluation et de catégorisation

⇒

- Processus contrôlés d ’évaluation et de catégorisation des stimulus signifiants dans le contexte de la tâche- Prise de décision- Remise à jour de la mémoire de travail

⇒ Mouvement

⇒ Processuspost-décisionnels

⇒ Traitement sémantiqueGevins et Cutillo, 1986

Contreparties magnétiques ?

Processing Negativity

Processing Negativity (PN) ⇔ Sustained Field (SF) ?

PN = Attended- Ignored

Rif et al., 1991

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Contreparties magnétiques ?

MMNm

MMN = Deviant (*, rare) - Standard (frequent)

Huotilainen et al., 1998

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Contreparties magnétiques ?

P300 (A.-C. Croizé)

Cz

Pz

560 ms ⇒ - P300 ≠ M300

- Générateurs ?

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Contreparties magnétiques ?

CNV (A.-M. Ferrandez, V. Pouthas)

Système de générateurs complexe

⇓

Modèles de sources distribuées

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Conclusion

Encore peu d ’études sur les concomitants magnétiques des processus cognitifs

Complémentarité des données EEG et MEG

Activités électromagnétiques

Bases cérébrales des processus cognitifs

Modèles du traitement de l ’information

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