Imagerie par résonance magnétique fonctionnelle - Définition

Introduction

Neurosciences

Niveaux d'analyse

Moléculaire • Synaptique • Neuronal • Réseau neuronal • Organique • Systémique

Méthodes

Imagerie cérébrale • Électrophysiologie • Lésion cérébrale • Intelligence artificielle

Branches d'études

Neuroanatomie • Neurophysiologie • Neuroendocrinologie • Psychophysiologie • Neurosciences cognitives • Neurosciences sociales • Neuropsychologie •

Concepts majeurs

Neurone • Potentiel d'action • Synapse • Neuromédiateur • Plasticité neuronale • Plasticité synaptique • Précablage • Réflexe • Récompense • Cognition • Modularité de l'esprit

Chercheurs

Ramón y Cajal • C.S. Sherrington • P. Broca • J. Olds • J. LeDoux • D.H. Hubel • T. Wiesel • E. Kandel • J.P. Changeux

Champs d'application

Neurologie • Neurochirurgie • Neuropsychologie • Psychiatrie • Neuropharmacologie • Chronobiologie •

Voir aussi

Le portail • Le projet • Catégorie Neurosciences

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L'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) est une application de l'imagerie par résonance magnétique à l'étude du fonctionnement du cerveau. Elle consiste à alterner des périodes d'activité (par exemple bouger les doigts de la main droite) avec des périodes de repos, tout en acquérant des images de l'intégralité du cerveau toutes les 1,5 à 6 secondes (correspond à la résolution temporelle moyenne classiquement utilisée en recherche). Cette technique ne présente aucun danger pour la santé des sujets.

La localisation des zones cérébrales activées est basée sur l'effet BOLD (Blood Oxygen Level Dependant), lié à l’aimantation de l’hémoglobine contenue dans les globules rouges du sang.
L’hémoglobine se trouve sous deux formes :

• les globules rouges oxygénés par les poumons contiennent de l’oxyhémoglobine (molécule non active en RMN) ;
• les globules rouges désoxygénés par les tissus contiennent de la désoxyhémoglobine (paramagnétique (casseur d'aimant) donc visible en RMN).

Dans les zones activées par la tâche, une petite augmentation de la consommation d'oxygène par les neurones est surcompensée par une large augmentation de flux sanguin. Il en résulte une diminution de la concentration de désoxyhémoglobine. Vu les propriétés paramagnétiques de cette dernière, le signal IRM (temps de relaxation T2* des noyaux d'hydrogène de l'eau) augmente légèrement pendant les périodes d'activation. De façon plus précise ce sont les différences de susceptibilité magnétique entre les différents milieux (intra- extra-vasculaires) qui entourent le noyau d'hydrogène (=proton) qui jouent un rôle important. En effet des différences de susceptibilité magnétique entre les différents milieux vont induire des variations locales de champ magnétique qui vont perturber le temps de relaxation T2* des noyaux d'hydrogène. Ainsi in vivo le milieu extravasculaire possède une faible susceptibilité magnétique, tout comme le sang oxygéné. C'est en revanche l'inverse pour le sang non-oxygéné qui possède une forte susceptibilité magnétique. Ainsi, à la frontière entre les vaisseaux possédant du sang peu oxygéné (veinules) et le milieu extravasculaire il va y avoir une perturbation du champ magnétique qui va donc diminuer le temps de relaxation T2* des protons. Lors de l'effet BOLD, l'activation neuronale va augmenter la concentration en sang oxygéné dans les capillaires adjacents ce qui va donc augmenter le temps de relaxation T2* des protons autour des vaisseaux. Ce sont ces augmentations de signal qui sont donc mesurées en IRMf. Malheureusement, cette variation est très faible, et nécessite des méthodes statistiques puissantes pour être mise en évidence.