i.
Le fonctionnement du MEG
1.
Source de l’activité enregistrée
Tout d’abord pour
comprendre le fonctionnement de la MEG il faut savoir qu’un champ
magnétique ou induction magnétique est
le résultat du déplacement d’une charge engendrant un champ électrique. Ses
caractéristiques sont donc presque en tous points semblables à celles d’un
champ électrique. Une des seules choses qui diffère est qu’il peut être
également provoqué par une aimantation.
Schéma de la propagation de l’activité électrique et du champ
magnétique enregistré par la
MEG et modélisation d’un type de résultat
obtenu
Source :
présentation pdf ‘Dispositifs d’imagerie médicale’ par Mr F.Rousseau
Champ magnétique
La MEG est aussi une technique de
quantification de l’activité électrique cérébrale mais, au lieu de mesurer
directement le potentiel électrique créé par les neurones via le champs
électrique qu’il forme comme l’EEG, il mesure les champs magnétiques du cerveau
qui sont exprimés en Tesla 1 et sont environ 1 milliard de fois plus faible que le champ magnétique terrestre soit de l’ordre de 10-15
Tesla. Etant donné que tout courant électrique génère un champ
magnétique, que ce champ magnétique est d'autant plus intense que le courant
l'est et que, contrairement à l’EEG, un champ magnétique se propage
perpendiculairement au sens de l’activité électrique d’un dipôle, la MEG
enregistre des signaux perpendiculaires à la surface du crâne. Ce signal étant
d’une intensité extrêmement faible il nécessite donc une machine très
performante et précise pour pouvoir être enregistré distinctement.
2. L’enregistrement
de l’activité
Avec cette technique l’activité électrique
du cerveau est enregistrée grâce à une machine complexe et imposante. Elle est
composée d’un cylindre rempli d’hélium liquide à -269°C afin de préserver la
supraconductivité 2 de capteurs spéciaux
qui enregistrent les champs magnétiques, des SQUIDs 3, pour des signaux
d’intensité très faible. La plupart du temps une machine comporte environ 300
de ces capteurs qui ne sont pas en contact avec le scalp de la personne
examinée mais simplement disposés autour.
Ces capteurs très puissants fonctionnent
grâce à un effet découvert par Brian Josephson en 1962 : l’effet Josephson.
Ce dernier avait constaté que même si deux supraconducteurs étaient séparés par une couche très mince
d’isolant, au-dessus d’un certain seuil, le courant pouvait passer d’un
supraconducteur à l’autre (voir schéma).
Photo représentant la disposition des capteurs
Squids à l’intérieur de la MEG
De
plus suivant la formule selon laquelle l’intensité du courant est égale à la
tension aux bornes du conducteur exprimée en volt divisée par la résistance du
conducteur, à tout courant électrique est associé un signal en volt. On
remarque également que tout champ
magnétique peut générer un courant électrique.
Or c’est l’assemblage de toutes ces
techniques qui permettent au SQUIDs de fonctionner. En effet chaque capteur en
forme d’un carré creux est constitué de deux supraconducteurs séparés par deux isolants de taille réduite. Ces isolants
se trouvent sur les deux côtés opposés du carré où ni n’entre ni ne sort le
courant. Les neurones créent un champ
magnétique qui à son tour provoque la formation d’un courant électrique d’après
l’effet Josephson. Il s’effectuera alors une modification du voltage de par et
d’autre de l’isolant.
Schéma de la jonction Stephenson dans les capteurs
Squids
Source : Wikipedia sur l’article
intitulé ‘Stephenson junction’
Enfin, c’est à partir de ce signal que l’on dessinera les
tracés caractéristiques de la MEG en fonction du temps et que l’on déduira
suivant son intensité l’importance de l’activité des neurones qui émettent le
champ magnétique et leur localisation. Effectivement plus l’intensité du signal
donc de la tension est importante plus celle du courant l’est, et plus
l’intensité du courant est importante plus celle du champ magnétique l’est. La
localisation en est aussi déduite car l’intensité du signal en volt dépend de
la distance entre le capteur et les neurones actifs : plus les neurones
sont éloignées du capteur plus le signal enregistré va être faible et vice
versa. Un algorithme associe alors tous ces phénomènes et converti le signal en
volts Il est tout de même nécessaire de rappeler que cela nous donne un
résultat imprécis étant évalué selon des calculs d’approximation entre les deux
déductions possible de l’intensité du signal trouvé (l’activité et la
distance).
D’autres part, lors de l’examen
l’individu peut être assis ou allongé, la tête en partie à l’intérieur de la
base du cylindre et est soumis à différentes stimulations : auditives,
visuelles et électriques pour étudier sa réaction tout comme pour l’EEG.
Schéma du fonctionnement de la MEG
Source :
présentation pdf ‘Dispositifs d’imagerie médicale’ par Mr F.Rousseau
1↩ Tesla, nommé en l’honneur du physicien Nikola Tesla, correspond à un champ magnétique produisant un flux de 1 Volt par seconde par mètre carré.
2↩ Les supraconducteurs sont des matériaux possédant une résistance électrique strictement nulle en dessous d'une température dite température critique (dans ce cas elle est de -269°C). Ils transportent alors les courants électriques sans aucune perte et permettent ainsi d'atteindre des champs magnétiques intenses.
3↩ En anglais Superconducting Quantum Interference Device.
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