Projet 3

Mise en oeuvre et exploitation de la multimodalité
en imagerie cérébrale fonctionnelle


Position du problème

Comme il a été rappelé au début de ce rapport, l'imagerie cérébrale fonctionnelle connaît actuellement un accroissement spectaculaire du nombre de ses modalités d'imagerie et de la résolution spatiale et temporelle des images obtenues. Or il est utile, pour les sciences cognitives, d'utiliser toutes ces imageries pour pouvoir en déduire un maximum d'informations spatio-temporelles sur les processus cérébraux. Pour cela, il est nécessaire de comparer et corréler les résultats obtenus dans ces différentes imageries. Cependant, une telle tâche n'est pas simple, car, comme nous l'avons dit, les mécanismes physiologiques et physiques sont différents, ainsi que les échelles de temps et d'espace.

Objectif du projet
Il conviendra, dans ce projet, de développer des recherches, où ces comparaisons seront faites de façon rigoureuse. Cela se fera grâce à l'élaboration de protocoles d'enregistrements et à la génération de stimuli compatibles avec des enregistrements et une analyse multi-modalités.

Une attention particulière sera portée à l'analyse des données provenant de ces différentes modalités d'imagerie, et en particulier au développement d'outils de fusion de données, aux recalages rigide et élastique d'images, aux recalages inter et intra sujets et aux relations avec les atlas anatomiques. Les progrès récents obtenus dans le domaine de traitement du signal et des images sur l'exploitation des données multi-capteurs seront appliqués à l'imagerie cérébrale, afin de compléter les informations extraites de chacune des imageries. Ces outils s'appuieront sur une analyse fine du contenu des images, en particulier en termes d'apport d'information, et il exploiteront la redondance et la complémentarité des images, afin d'augmenter à la fois la qualité et la quantité de l'information extraite.

Un autre apport de la fusion de données est de pouvoir contraindre les solutions dans les méthodes de reconstruction des images à partir des mesures effectuées. Dans un certain nombre d'imageries, comme en MEG et EEG, les solutions au problème inverse ne sont pas uniques. Il conviendra donc d'évaluer quel peut être l'apport des données venant des autres formes d'imagerie, à l'amélioration de la localisation et du suivi temporel des zones actives du cerveau.

Toutes ces méthodes devront être développées de façon interdisciplinaire, entre spécialistes du traitement des images, des neurosciences cognitives et de l'imagerie cérébrale, ce qui permettra d'exploiter au mieux des informations a priori de toutes sortes, aussi bien au niveau des protocoles d'acquisition, de la physique des capteurs, de l'anatomie des sujets que des processus physiologiques, qui sont à l'origine des signaux enregistrés.

Pour ce troisième projet, deux aspects doivent être considérés avec soin :
1.
L'étude de protocoles compatibles avec différentes modalités d'imagerie,
2. Les outils informatiques requis pour traiter ces données.

Les équipes qui soumettront des projets de cet ordre devront donc décrire soigneusement les méthodologies qu'ils auront choisies d'employer, c'est-à-dire les paradigmes d'activation, tout en prêtant une attention soutenue aux procédures de validation et de généralisation des résultats. Soulignons que, bien que les comparaison que l'on souhaite financer portent sur les différentes modalités d'imagerie cérébrale, et non sur les méthodologies, quand bien même celle-ci doivent être parfaitement définies. En d'autre terme, le projet n'est pas méthodologique en lui-même, mais la méthodologie doit être mise au service d'une démonstration scientifique.


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