Développement d’un logiciel pédagogique d’utilisation des données de neuro-imagerie

F. Tilquin, Y. Vilain & G. Molinatti, Erté Acces, INRP, Festice, Avignon, Mai 2004

L’IRM fonctionnelle

• Principe de construction des images cérébrales Kwong & al. 1994

D’après Brett & al. 2002

• Lire et interpréter une image cérébrale

L’IRM fonctionnelle

• La variabilité interindividuelle

Images anatomiques MRIcro - fMRI DATA CENTERImages anatomiques MRIcro - fMRI DATA CENTER

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• Objectifs méthodologiques– Apprendre à se repérer dans les différents plans de coupeLogiciel Sylvius, Purves, 2000

Développement d’un logiciel pédagogique d’utilisation des images cérébrales

• Objectifs méthodologiques

• Comprendre et construire des protocoles expérimentaux pour répondre à un problème scientifique

• Construire une image cérébrale fonctionnelle en sélectionnant, dans une banque de données, des images brutes obtenues :

• Pour différents sujets• Dans des conditions expérimentales différentes• Selon des plans de coupe différents

• Envisager un traitement statistique extrêmement simple de ces images• Moyenner des images par superposition (nécessaire car S/B faible)• Réaliser des images de soustraction

(condition ON/OFF)• Faire varier le seuillage, le codage en fausses couleurs• Envisager les contraintes d ’étude intra et interindividuelles

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Anatomienormalisée

Image fonctionnelle

Données d’acquisition

Moyenneséquence

Test T

Anatomie nonnormalisée

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• Exemple d’utilisation

• Somatotopie :

• Banque de données correspondant à l’activation motrice du pied, du coude, de l’auriculaire, de l’index et du pouce droits ainsi que de la langue (visualisation des réponses somesthésiques liées aux réafférences sensorielles)

..\Grégoire\INRP\Imagerie Cérébrale\fMRIDataCenter\MRIcro\mricro.exe

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Langue

CoudePied Auriculaire

PouceIndex

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• Objectifs de connaissance

• Spécialisation fonctionnelle de certaines aires cérébrales et activation coordonnée de différentes aires cérébrales

• Organisation anatomo-fonctionnelle des aires sensorielles et motrices primaires : somatotopie, rétinotopie (sélection d’une région d’intérêt)

• Variabilité interindividuelle à la fois sur le plan anatomique et fonctionnel

• Plasticité anatomique et fonctionnelle

avant la greffe

6 mois après

recouvrement

Activation de lamain droite main gauche

Réorganisation du cortex cérébral après amputation et greffe des deux mains Angela Sirigu, Institut des sciences cognitives (Bron)

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• Contraintes matérielles– Concernant la constitution d’une banque de données

• Images anatomiques et fonctionnelles (3 sujets) dans les 3 plans de coupe• Images déjà fortement traitées (filtre de lissage spatial et normalisation anatomique)• Homogénéité de format (Dicom, norme médicale), SPM, en général, 2 fichier, l’un contenant

l’image proprement dite (.img), l’autre les données associées (résolution, orientation… en .hdr). Banque homogène et évolutive

• Contraintes de mémoire des ordinateurs utilisés en environnement scolaire

– Concernant l’adaptation d’un logiciel préexistant• MRIcro (Université de Nottingham, UK), Pascal• SPM99, matlab

• L’ergonomie du logiciel et…la quantité de travail est ainsi conditionnée par

– Le format des images et données qui les accompagnent– Les critères de recherche des images dans la base– Le temps d’utilisation du logiciel– Le niveau mathématique moyen des utilisateurs pour

• Le type de traitements informatiques envisageables• Le type de traitements statistiques envisageables

– L’intégration éventuelle dans les programmes présents ou futurs– Les manips envisageables en TP qui permettent de poser les problèmes et qui

justifient l’utilisation du logiciel

• Perspectives et calendrier :– Constitution d’une base de données minimale : Mai 2004– Première version (programmation, adaptation d’un logiciel préexistant) : 2004-2005– Phase de pré-test pour évaluation par des élèves : 2005-2006

• Référents scientifiques :– Jean Luc Anton, Ingénieur de recherche, Centre IRMf, CHU Timone, MARSEILLE

– Segebarth Christoph, Directeur de Recherche, INSERM U 594- Université Joseph

Fourier (UJF), Neuroimagerie Fonctionnelle et Métabolique, GRENOBLE

– Michel Dojat, Ingénieur de recherche, INSERM U 594- Université Joseph

Fourier (UJF), Neuroimagerie Fonctionnelle et Métabolique, GRENOBLE

• Contacts :– Yannick Vilain, Lycée Vauvenargues, AIX EN PROVENCE : yvilain@yahoo.fr

– François Tilquin, Lycée Marie Curie, ECHIROLLES : francois.tilquin@ac-grenoble.fr

– Grégoire Molinatti, Lycée Vauvenargues, AIX EN PROVENCE : molinatti@inmed.univ-mrs.fr

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