NEUROPHYSIOLOGIE APPLIQUEE

COURS 1 : PHYSIOLOGIE DU SYSTEME CARDIOVASCULAIRE.

21.02.14Organisation générale :Le système circulatoire est composé du système cardiovasculaire et du système lymphatique. Le deuxième joue un rôle important dans le système immunitaire avec la lymphe. Le corps humain est constitué de différents systèmes physiologiques qui jouent le rôle ensemble, donc le système circulatoire est étroitement lié au rythme respiratoire, la nutrition, le système qui assure l’excrétion, l’immunité, le système endocrinien (hormones libérées dans le sang), et le système de thermorégulation. Anatomie du cœur :SCHEMAS : le cœur est un muscle creux. Les cellules musculaires sont striées mais particulières, ce ne sont pas les mêmes que les muscles squelettiques. La base du cœur comprend deux oreillettes et à la pointe on a les ventricules (4 cavités). A la sortie du cœur, on a des artères qui vont en directions des poumons ou en circulation générale. L’épaisseur du muscle qui entoure le ventricule gauche est plus importante que celui du ventricule droit. L’aorte est la sortie du ventricule gauche. L’oreillette droite est l’arrivée du sang par deux veines caves, elle propulse le sang dans le ventricule droit et ressort par l’artère droite pour aller dans le système pulmonaire.Les parties droite et gauche du cœur marchent de manière synchrone mais le contenu du sang dans les deux parties ne se mélange pas. Le ventricule droit reçoit le sang qui revient des organes, et renvoie le sang aux poumons (artères pulmonaires) où se font les échanges gazeux (plus de CO2, prise de O2), il pénètre ensuite (veines pulmonaires) dans la veine gauche et le ventricule gauche expulse le sang vers les autres organes. L’ensemble du système vasculaire est un système fermé : les artères se transforment en artérioles qui se subdivisent en capillaires qui permettent le transfert d’O2, ces capillaires se regroupent pour former des veinules, puis des veines et des veines caves, pour retourner au cœur. Le cœur est séparé par une cloison pour que le sang des deux ventricules ne se mélange pas.La révolution cardiaque :La succession contraction/repos est désignée comme étant la révolution cardiaque. La systole est la contraction cardiaque, et la diastole est le relâchement du cœur. A chaque révolution, on a une succession d’évènements qui ont leur importance :

- Systole auriculaire : les deux oreillettes se contractent de haut en bas, sinon le sang ne peut pas être poussé vers le ventricule, qui lui est relâché.

- Systole ventriculaire : les deux ventricules se contractent du bas vers le haut pour chasser le sang.

- Diastole générale.Entre les oreillettes et les ventricules, on a des clapets qui servent à diriger le sang situées entre les ventricules et les artères, pour que le sang ne parte pas dans les artères lors de la systole auriculaire (sigmoïde). Quand les ventricules sont rempli, le sang doit être expulsé dans les artères, et le risque est d’avoir du

sang expulsé dans les oreillettes : d’autres valvules (auriculo-ventriculaires) se forment au niveau de l’oreillette tandis que la valvule de l’artère se ferme.Donc, lors de la systole auriculaire, les valvules AV sont ouvertes et les aortiques et pulmonaires fermées. Et pendant la systole ventriculaire, les valvules AV sont fermées et les aortiques et pulmonaires ouvertes.Quand on fait un électrocardiogramme, on enregistre l’activité électrique qui précède l’activité mécanique et on fait l’hypothèse que s’il y a un PA, celui va induire une action.Régulation du battement :La cellule cardiaque sont des cellules striées, mais elles ne sont pas indépendantes les unes des autres, contrairement aux cellules musculaires squelettiques, elles sont toutes connectées les unes aux autres. Elles sont connectées par des zones de communication membranes à membranes avec des jonctions gap qui sont des jonctions communicantes. Ce sont en quelque sorte des tunnels toujours ouverts entre les cellules, donc le contenu d’une cellule passe dans une autre, mais seuls les ions responsables de la dépolarisation (Sodium) peuvent passer selon leur concentration. Le cœur contient deux types de cellules :

- Les cellules musculaires : elles constituent la plupart des cellules cardiaques et la dépolarisation de la membrane provoque la contraction d’une cellule. La dépolarisation d’une cellule se transmet aux autres cellules auxquelles elle est reliée.

- Les cellules stimulantes se dépolarisent spontanément et dépolarisent les cellules musculaires, et la dépolarisation se propage dans les cellules musculaires. Les cellules stimulantes sont connectées entre elles et forment le tissu nodal.

Le tissu nodal est constitué de cellules stimulantes positionnées de façon logiques pour faciliter la contraction du cœur. On a un nœud sinusal qui est à la jonction entre l’artère et l’oreillette, et un nœud auriculo-ventriculaire. On a des prolongements à la pointe du cœur qui se ramifient et remontent sur la paroi des ventricules (faisceaux de His). En se ramifiant, les ramifications s’appellent le faisceau de Purkinje. Les cellules du nœud sinusale se dépolarise et cette polarisation se transmet aux cellules musculaires de l’oreillette, qui, une fois dépolarisées, se contractent. Ensuite, la dépolarisation atteint le nœud AV, dépolarisation qui se transmet au faisceau de His et au faisceau de Purkinje. Cette dépolarisation se transmet à l’ensemble des cellules musculaires des ventricules. SCHEMA. Le rythme de la révolution est alors imposé par le nœud sinusal. Si on sort le cœur de la cage thoracique sans lien avec le cerveau, le cœur bat à 120bat/min. En règle générale, c’est plus lent car le système nerveux autonome influence la fréquence de dépolarisation du nœud sinusal. SCHEMA.

Les techniques d’observation :L’échographie et le Doppler cardiaque donnent une idée sur les dimensions et les mouvements du cœur, la direction et la vitesse du sang dans le cœur, donc des informations sur la dynamique du fluide cardiaque. L’électrocardiographie (ECG) va nous informer sur l’activité électrique du cœur. On n’a aucune information sur la qualité de circulation du sang.L’enregistrement Holter permet d’analyser l’activité électrique du cœur pendant 24 à 48h.La radiographie thoracique permet de visualuser la taille du cœur et la forme de ses contours.La scintigraphie myocardique et la ventriculographie isotopique permettent de mesurer la contractilité du cœur.

L’IRM cardiaque permet d’analyser la structure, la contractilité et l’irrigation du myocarde.Les techniques invasives sont :L’angiocardiographie met en évidence les cavités cardiaques et étudie leurs dimensions et leur contractilité.Le cathétérisme cardiaque sert à mesurer les pressions, les débits et les concentrations en oxygène et en gaz carbonique dans les cavités cardiaques.L’enregistrement du faisceau de His étudie la conduction électrique à l’intérieur des cavités cardiaques.

COURS 2 :

13.03.2014Lecture conseillée : Electrophysiologie de la cognition (Hot et Delplanque) Dunod Edition.Site Web: http://www.sprweb.org/teaching/index.cfm.

1. Apport et limites des mesures psycho-physiologiques.

Distinctions : A partir de la fin du XIX apparaît la psychophysiologie qui est une discipline qui va étudier les processus cognitifs et affectifs au travers de leur répercussion physiologique généralement involontaire.Les neurosciences s’intéresse à ce substrat biologique mais se concentre sur l’activité cérébrale, c’est une sous-discipline de la psychophysiologie.L’électrophysiologie regroupe des techniques de mesure qui permettent donc d’avoir des indications sur les changements cérébraux et corporels en se basant sur les variations d’activités électriques générées par ces changements.

a. Champ d’étude.

La psychophysiologie fournit une mesure indépendante, objective du comportement. Les mesures subjectives sont les questionnaires de personnalité par exemple, avec des biais énormes (volontaire sou involontaires). La grande majorité des mesures en psychophysiologie sont autonomes, on n’a pas de contrôle volontaires possibles.Le deuxième intérêt est d’apporter des informations sur certains processus intermédiaires entre un stimulus et un comportement en réponse à ce stimulus. Par exemple, si on mesure le temps de réaction pour trouver une figure, on a le comportement en réponse au stimulus seulement : si on mesure l’activité cérébrale, on peut connaître les processus qui permettent la réponse.Le dernier intérêt est d’accroître la compréhension du monde et de la psychologie en mettant en lien le comportement et le substrat biologique de ce comportement.

Il existe différents types de liens entre la psychologie et la physiologie :- A un pattern psychologique unique, spécifique va être associé un et un

seul pattern physiologique.- Un pattern psychologique peut être associé à un nombre limité de patterns

physiologiques différents (le stress peut entraîner une coupure de la fin ou une palpitation du cœur).

- Un pattern physiologique unique peut correspondre à un nombre limité de patterns psychologiques (si on fait du sport, l’activité cardiaque augmente, mais aussi si on a peur).

- Tout est envisageable : une modification psychologique peut être associée à plusieurs modifications physiologiques et une modification physiologique peut être associée à plusieurs modifications psychologiques.

- Aucun lien entre les états psychologiques et les états physiologiques.b. Principales mesures.

On choisit en fonction des systèmes physiologiques qui sont activés quand je fais une tâche. Il existe plusieurs systèmes :

- Système cardiovasculaires.- Système respiratoire.

- Système excréteur (glandes salivaires, glandes sudoripares…).- Système musculaire.- Système immunitaire.- …

Globalement, deux types de systèmes sont mis en jeu : - Des systèmes qui sont contrôlés (musculaire par exemple).- Des systèmes autonomes.

La grande majorité des systèmes sont sous le contrôle du système nerveux autonome, donc les mesures sont objectives puisque non volontaires.Les systèmes de régulations sont principalement les systèmes sympathique et parasympathique, et le système endocrinien. Tous ces systèmes physiologiques sont en étroites et complexes interactions.

Une manière de comprendre la complexité de notre physiologie, il faut faire une combinaison d’indicateurs, un indicateur n’est pas pertinent s’il est seul.

2. Applications des mesures physiologiques.

a. Limitations et contraintes.

Les mesures sont corrélationnelles : si on prend l’IRM qui donne l’impression que c’est très scientifique et précis, on parle de mesure corrélationnelle car on met une activité cérébrale en lien avec le comportement : par exemple, on va mesurer deux états (une personne qui doit se reposer et une méditant), et on voit que le cerveau n’est pas actif de la même manière dans les deux cas, et alors ? On ne sait pas si les changements sont bien dus à la méditation.

La deuxième limite est fondamentale : toutes les mesures physiologiques qui existent évaluent les changements dans des systèmes physiologiques qui ont au départ, une fonction principale d’homéostasie, de maintien de l’état de l’organisme dans des conditions de fonctionnement correct. Ce qui se passe, c’est que des variables psychologiques vont influencer de manière relativement faible cet état physiologique. Par exemple, la mydriase (ce qui permet d’augmenter la taille de la pupille) est due aux changements de luminosité dans la pièce. Le diamètre de la pupille augmente dans le noir pour capter plus de lumière et voir plus clair. Mais si on réalise une tâche complexe, si on a en face de nous un stimulus agréable, le diamètre de la pupille va légèrement augmenter (idem pour le système cardiaque).

b. Les domaines d’application.

Les principaux domaines d’applications sont :- Les recherches fondamentales : les mesures sont objectives donc

permettent des résultats fiables ou vérifiables.- Les applications cliniques avec le bio-feed-back.- L’interface homme-machine : on peut capter des informations

physiologiques basiques, et ces captations vont lancer des applications directes.

- Les applications judiciaires : le polygraphe (détecteur de mensonges), le détecteur de culpabilité.

3. Les grands indices physiologiques.

a. L’activité oculaire.

Elle peut être mesurée avec 3 méthodes différentes :- Eye-tracking : c’est une méthode simple et facile à mettre en place. Elle

consiste à quantifier les déplacements oculaires lors de la présentation de stimuli variés. Les indicateurs intéressants sont le temps passé d’une région à une autre du stimulus présenté, et la manière dont s’organisent les déplacements entre les différentes parties d’un stimulus. Exemples DIAPO.

- Mesure de la dilatation pupillaire : la dilatation est influencée par le contenu des stimuli présentés aux individus. On parle de phénomène de mydriase qui est une dilatation de 0.02mm (différente de la dilatation due à la luminosité) : les deux conditions particulières sont quand le stimulus est plaisant ou lorsque la personne engage des ressources cognitives importantes. Quand on fait passer une même tâche à deux personnes, on se rend compte que les personnes ayant un QI plus faible ont une plus grande dilatation de la pupille car la complexité de la tâche est plus importante donc les ressources plus importantes. Un période sans mydriase est trouvée plus séduisante, mais quelle valeur adaptative ?

- EOG (activité électro-oculo-graphique) : on pose deux électrodes dans les pointes temporales qui nous renseignent sur les déplacements oculaires allant de gauche à droite et notamment les clignements oculaires. On place deux électrodes oculaires sur l’axe de l’œil et sus l’arcade sous l’œil ce qui permet de voir les déplacements horizontaux et le clignement de l’œil. Globalement, cette méthode est très précise, mais pas intéressante seule. Elle reste quand même intéressante pour le clignement oculaire : il apparaît à différents moments : pendant le réflexe de sursaut par exemple. L’intensité de ce clignement indique si le stimulus visualisé est agréable ou désagréable.

b. L’électromyographie de surface (EMG).

Elle consiste à mesurer les contractions musculaires qui accompagnent la réalisation d’une tâche cognitive X ou Y. Ce qui est particulier, c’est le fait qu’on soit sur une activité plutôt volontaire, mais l’initiation motrice est automatique, elle peut être rapidement inhibée par un contrôle volontaire. On peut mesurer les micro-expressions qui ne sont généralement pas perceptibles visuellement mais s’accompagnent systématiquement d’un début de contraction musculaire que l’on peut mesurer. L’enregistrement de ces micro-expressions correspondent à l’imitation motrice où deux muscles sont impliqués : le corrugator (muscle du front) et le zigomaticus (muscle autour de la bouche).

c. Le signal électrique du cœur.

Le cœur est sous le contrôle exclusif du système végétatif : il est à la fois innervé par le système parasympathique et sympathique. C’est un indice complexe car il reflète l’engagement de ces deux systèmes. La réponse cardiaque est complexe (5 phénomènes).VU EN TD.On peut examiner chacun des phénomènes pour nous renseigner sur la réaction cardiaque à une stimulation.

Un autre indicateur est les variations de l’activité respiratoire : on peut mesurer le flux d’air au niveau des narines, ou on peut mesurer la dilatation de la cage

thoracique. Par exemple, le dégoût est accompagné d’une pause respiratoire, cette méthode fonctionne bien sur une expression totale de l’émotion (quand on rit ou quand on pleure), mais dans ce cas-là, la mesure ne sert à rien. Mais cette mesure est intéressante en lien avec l’enregistrement de l’activité cardiaque. En effet, pour mesurer l’activité cardiaque, on contrôle l’activité respiratoire.

d. L’activité électrodermale (AED).

La peau est composée de 3 couches : une externe (épiderme), une interne (derme), et une couche profonde (hypoderme). Le derme comprend des vaisseaux sanguins, un certain nombre de nerfs, la racine des poils, les glandes sudoripares eccrines (à l’origine de la sueur), et les glandes sudoripares apocrines. L’AED correspond à une mesure indirecte de cette activité sudoripare. Les glandes sudoripares sont réparties sur l’ensemble du corps avec quelques régions qui ont une densité forte en glandes sudoripares éccrines : paume des mains, plante des pieds, front. Les glandes libèrent la sueur directement à la surface de la peau. Ces glandes sont sous le contrôle exclusif de la branche sympathique du SN périphérique, ce qui veut dire que, par rapport à l’activité cardiaque, la mesure sera beaucoup plus simple puisque l’activité n’est qu’activatrice. La limite est pourtant que la quantité d’informations déduites de l’activité sudoripare est beaucoup plus faible. Concernant le contrôle cérébral, on a une implication importante du système limbique, ce qui va expliquer que l’AED va être sensible à différentes influences, d’au moins 3 types :

- Variations de températures (la moins utiles dans les mesures).- Réactions d’orientation.- Lorsqu’une stimulation émotionnelle est présentée.

L’activité électrodermale est sensible à des variables de modifications physiologiques et l’autre, la sudation psychique qui représente les variations causées par les changements de l’état psychologique de l’individu.L’enregistrement en potentiel se fait à partir des glandes sudoripares éccrines qui libèrent de la sueur. L’activité réelle est une activité de libération de liquide (une méthode existe qui mesure la quantité de sueur émise de la paume des mains, mais elle a beaucoup de limites). On part du principe que si la main est humide, l’eau qui est un bon conducteur, va modifier les caractéristiques électriques de l’organe étudié, généralement la paume de la main ou le doigt. On distingue deux méthodes :

- L’enregistrement en potentiel : on recherche des différences de potentiel électrique entre deux régions du corps, l’une qu’on appelle active où se trouvent un grand nombre de glandes sudoripares, et une région passive où le nombre de glandes sudoripares sera peu élevé. Souvent, on pose une électrode au niveau du bras (passive), et l’autre dans la paume de la main et on regarde la différence de potentiel : l’activité électrique sera plus importante dans un site actif que passif. Les avantages de cette méthode sont qu’il n’y a pas de risque d’artéfacts causés par des variations de la zone de contact. Les inconvénients sont qu’elle est très sensible aux effets d’hydratation et de température, l’interprétation des amplitudes mesurées est difficile, les changements obtenus peuvent êtres multiphasique donc on peut avoir des variations positives et négatives.

- L’enregistrement en résistance/conductance : en résistance, on mesure la résistance que pose la peau pour le passage d’un courant électrique : plus il est faible, plus la main aura sué. Pour la conductance, il s’agit de savoir avec quelle facilité le courant électrique va se déplacer sur la peau : une

augmentation de l’activité psychologique correspond une diminution de la résistance et une augmentation de la conductance. On place deux électrodes sur la deuxième phalange de l’index et du majeur de la main non-dominante. L’intérêt de ces méthodes est que la mesure ne peut être que positive.

Quand on mesure une résistance, on utilise comme unité le microvolt et le micro-ohm pour la conductance. Dans cette activité électrodermale, on peut s’intéresser à deux grands types de changements :

- Les changements toniques : ce sont des changements qui vont être lents, qui correspondent à notre état de vigilance plus ou moins important. Le niveau d’activation est élevé au début d’une expérience, et diminue au fur et à mesure : on mesure le niveau électrodermal qui sera élevé au repos chez une personne anxieuse.

- Les changements phasiques : ce sont des changements transitoires et sont mis en place en réaction à des stimulations, des changements rapides, transitoires.

La mesure électrodermale est utile dans beaucoup de protocoles différents, mais jamais seule. Elle s’utilise en complément à d’autres indicateurs de deux types : AED sensible au niveau de la vigilance de la personne (plus on est vigilant, plus l’AED augmente), mais aussi la réaction d’orientation (tâche : on tape dans les mains et on regarde vers le bruit) reflète l’intensité du ressenti émotionnel (élevée quand image dégoutante). Concernant la mesure dans les réponses émotionnelles, on a les mesures de désir, d’excitation par exemple. Les structures du système végétatif qui contrôlent ces mesures sont sous-corticales donc inconscientes, on n’a pas de connaissance consciente du fonctionnement alors les traitements subliminaux sont intéressants.La réponse électrodermale est présente suite à une stimulation : à un temps 0, on mesure la latence d’apparition de l’AED qui doit se situer entre 0.5s et 4s : si on fait un détecteur de mensonges, on regarde si cette latence est comprise entre cet intervalle. La latence est un temps en ms qui sépare l’apparition du stimulus au début de la réponse. La deuxième mesure de faite est l’amplitude de la réponse : la différence se fait en micro-ohm entre le niveau de base pré-stimulation et la valeur la plus importante de la réaction électrodermale. Le dernier critère est la durée de la réponse électrodermale : c’est le temps qui s’est écoulé entre le début de la réponse électrodermale et le retour de l’activité électrodermale aux valeurs pré-stimulus. Cette mesure est généralement longue à revenir aux valeurs initiales donc on considère que la durée l’activité est finie quand la courbe change. On se fie d’avantage à l’amplitude.Les champs d’application des différents domaines sont :

- Bio feed-back : consiste à mesurer un indicateur physiologique chez un individu. Il en existe deux grands types dont l’EEG. On fournit au sujet des informations sur cet état physiologique afin de lui apprendre comment moduler cet état. Par exemple, on mesure la rythme cardiaque et on explique soit de manière directe, soit imagée. On apprend à contrôler avec des méthodes peu explicites, assez procédurales ce qui a un impact direct sur l’état psychologique de la personne.

- Détecteur de mensonge : on enregistre plusieurs indicateurs physiologiques (rythme cardiaque et AED) en même temps avec l’hypothèse qui si on est amené à mentir, ça génère un état émotionnel intense qu’on observe immédiatement sur les mesures. On fait une mesure contrôle et on pose des questions sur lesquelles on devrait a priori mentir. Cette méthode a été critiquée par les chercheurs qui ont montré que sa validité externe reflétait une réalité psychologique faible. Il en existe un nombre importants de biais : l’état émotionnel peut être un

mensonge, mais un pas état de stress car on peut être innocent mais accusé coupable, etc… Ce détecteur de mensonge est remplacé par quelque chose de similaire appelé détecteur de culpabilité : on présente des éléments non-associés à l’enquête et des éléments associés, et si on observe une réaction sur seul le coupable connaissant, il va y avoir une réaction chez lui.

- Les interfaces hommes/machines : on essaie d’utiliser la méthode des bio feed-back dans la pression des entreprises importantes pour avoir un outil de détecteur physiologique pour interagir avec la machine.

e. L’électroencéphalographie (EEG).

La brique fondamentale de l’activité cérébrale, c’est l’activité électrique dans le neurone. Cette activité neuronale est une différence de potentiel électrique entre l’intérieur de la cellule et l’extérieur, ce qui créé un courant électrique. Le cerveau est une source de courant électrique et notamment en fonction de l’activité cognitive (plus l’activité est importante, plus il y a de neurones, plus il y a de courant). On peut voir en temps réel les changements de l’activité cérébrale qui accompagne une activité cérébrale dont l’origine est l’activité des neurones grâce à cette méthode. Un premier courant est présent à proximité du neurone, et un deuxième dit volumique ou secondaire fait le tour du cerveau avant de boucler sur lui-même. On va poser des électrodes sur le scalpe pour mesure ces variations d’activité électrique. L’EEG mesure l’activité d’un phénomène et non d’un seul neurone : les neurones corticaux forment des macro-colonnes fonctionnelles qui sont des regroupements de 100000 à 1 million de neurones. Ces neurones vont être regroupés et orientés dans la même direction et ils vont se décharger en même temps, réagissent aux mêmes stimuli, donc on a une décharge importante. La première limite de cette mesure est qu’on mesure un gigantesque neurone dont l’activité n’est mesurable qu’à l’extérieur du cerveau.Il existe deux phénomènes particuliers : l’état de coma. L’individu est dans un état végétatif, on mesure encore une activité et EEG. Des comas avec mort cérébrale ne montrent plus d’activité mais des gens ressortent de ce coma. L’explication scientifique est que l’activité cérébrale est toujours présente mais que l’EEG ne mesure rien : les individus n’ont pas de système de macro-colonnes.Concernant l’activité électrodermale, on positionne entre 6 et 250 électrodes sur le scalpe. D’après le système international universel, la position de chaque électrode va être identifiée par une ou deux lettres qui indiquent la région dans laquelle se situe l’électrode. Ensuite, ces deux lettres sont suivies soir par la lettre Z qui signifie l’axe sagittal média, un chiffre pair pour l’hémisphère gauche ou impair pour le droit. Plus le chiffre est élevé, plus l’électrode s’éloigne de l’axe médian. On compare l’activité électrique de ces électrodes et on peut avoir deux types de comparaisons possibles :

- Montage bipolaire : on mesure l’activité sur deux électrodes. On sait que ces deux électrodes sont actives soit en temps, soit en opposition. Il s’agit d’un montage très clinique souvent utilisé pour les épileptiques.

- On compare chacune des électrodes à une électrode de contrôle qui est sur une région inactive.

Il y a trois types de références : on met une électrode sur le bout du nez, sur les oreilles…Notre cerveau est très bon conducteur électrique : les méninges conduit l’électricité et le crâne transmet le signal électrique. Sur les électrodes, il y a une grande partie de l’activité électrique de tout le cerveau, donc il y a des variations

électriques. Les grosses variations représentent le clignement des yeux. L’activité cognitive d’intérêt va être 10 fois inférieure à l’activité cérébrale, donc il faut trouver un moyen de le voir. Deux méthodes sont possibles :

- Analyse fréquentielle : cette analyse part d’un constat selon lequel l’encéphale présente une activité pseudo-aléatoire. Cette activité change constamment entre un moment t et 1. Ces variations sont toujours observables : on voit des phénomènes qui reviennent de manière cyclique. Ces fréquences vont être décomposées, on parle de méthode mathématique. On peut regrouper ces fréquences en ensembles sensibles aux mêmes conditions expérimentales et forment des bandes de fréquences de la plus lente à la plus rapide :

o Rythme Delta (1 à 4Hz) : il se produit un à 4 fois par seconde et caractérise les phases profondes de sommeil et les phases de coma.

o Rythme Theta (4 à 7.5Hz) : ce rythme est dominant lors de l’endormissement et reflète les activités de mémorisation et les états émotionnels.

o Rythme Alpha (7.5 à 12Hz) : c’est un état facile à observer, état cognitif de base présent dans les conditions non-dominantes. Ce rythme a été mis en corrélation avec le score de mémoire et les performances attentionnelles, il serait un indicateur des capacités intellectuelles.

o Rythme Bêta (12 à 30Hz) : il correspond à l’activité cérébrale lors d’une tâche cognitive. On l’observe lors d’une phase de sommeil paradoxal : on est endormi en profondeur avec une activité cérébrale très intense associée aux rêves.

o Rythme Gamma (plus de 30Hz) : il est un indicateur des phénomènes de conscience, c’est une activité très rapide et localisée.

On fait des mesures de fréquence, ce sont les fréquences de l’EEG qui sont mesurées : on demande de faire une tâche et on mesure les changements dans le temps des fréquences spatiales.

- Les potentiels évoqués : l’objectif est de voir les changements d’activité électrique cérébrale qui sont générés par le traitement cognitif réalisé sur un stimulus. Le problème, c’est qu’on mesure les changements dus à la tâche mais aussi tout le reste, donc il y a une variation explicable par la tâche cognitive, le reste ne nous intéresse pas. Si on regarde au temps 0, on a à chaque fois le même traitement cérébral, le même processus cognitif qui est reproduit plusieurs fois en plus d’autres activités cérébrales non-synchronisées avec la tâche. Donc si on moyenne toutes les variations aléatoires, ça tend vers 0 et l’activité qui est systématiquement mise en jeu va se sommer et s’amplifier de plus en plus. A la fin, on a un potentiel évoqué où on voit les changements d’activité électrique cérébrale évoqués par la tâche. Par exemple, dans le cas de la prosopagnosie, on a une perte de la capacité à reconnaître les visages familiers, ce qui correspond au fait qu’il y a un processus de reconnaissance des visages qui est altéré, donc on sait que sur les potentiels évoqués, c’est la N170 qui est altéré. On a trouvé des patients pro-amnésiques qui avaient cette composante mais qui n’avaient pas de mémorisation et deux troubles différents sont montrés par l’EEG. Il faut identifier les composantes qui nous intéresse, on les appelle en fonction de si la déflection est positive ou négative, soit N ou P. On regarde la latence d’apparition : si elle apparait à 120ms, alors ça sera une P120.

Inconsciemment, on a déjà un traitement cérébral qui distingue les stimuli émotionnels avec même qu’on est conscience du stimulus. On peut étudier 3 paramètres :

- Quelles sont les différentes amplitudes entre les deux conditions expérimentales ou deux populations : plus l’amplitude d’une composante est élevée, plus le processus cognitif qui est associé à cette composante est engagé fortement pour réaliser la tâche. On va volontairement attribuer plus d’attention à la tâche.

- La latence : plus elle est courte, plus le réseau cérébral traitant ce stimulus est engagé rapidement. Ce paramètre est important car on a montré dans les populations autistes que les composantes pouvaient être les mêmes, mais il peut y avoir un ralentissement de mise en place de ces processus.

- Distribution spatiale des potentiels évoqués : la différence de distribution spatiale entre deux conditions reflète l’engagement de réseaux cérébraux au moins partiellement différents pour réaliser chacune des conditions expérimentales.

Une topographie différente entraîne un réseau différent. MMN : on envoie un train de stimulations identiques et on envoie parfois une stimulation déviante. On peut faire des potentiels évoqués et on observe au déviant une augmentation d’amplitude. Ceci marche également quand on dort, la négativité apparait de manière automatique ce qui reflète une détection automatique d’une déviance.On fait le même protocole et cette fois-ci on demande à la personne de faire quelque chose quand elle entend la stimulation déviante. La MMN disparait ou apparait un P300 pour les patients conscients. Si on dort, on enregistre P300 mais pas de processus attentionnel sur ces tâches.