CRAN - Campus Sciences
BP 70239 - 54506 VANDOEUVRE Cedex
Tél : +33 (0)3 72 74 52 90 Fax : +33 (0)3 72 74 53 08
cran-secretariat@univ-lorraine.fr
 
 
Plates-formes Enregistrement EEG multi-échelle par macro et micro-électrodes
Département : Santé – Biologie – Signal.
Responsables scientifiques : Louis MAILLARD et Laurent KOESSLER.
Responsable technique : Alain DELCONTE.
Mutualisation : CHU de Nancy avec convention de location CRAN CHU

Contexte :

Notre plate-forme permet d'accéder à l'enregistrement in-vivo chez l'Homme (et plus particulièrement le patient épileptique) de l'activité électrique cérébrale à différentes échelles. La dynamique des processus cérébraux imposent actuellement des méthodes d'investigation dont la résolution temporelle doit être de l'ordre de la milliseconde. L'électroencéphalographie (EEG) est une des seules méthodes qui répondent à ce critère. L'étude du fonctionnement cérébral peut se réaliser à différentes échelles spatiales : réseaux de neurones qui utilisent l'EEG de surface, population de neurones qui nécessitent l'EEG intracérébral (encore appelé Stéréo-EEG) ou neurones unitaires qui nécessitent l'EEG dit unitaire (encore appelé Single-unit recording). Au CRAN, en collaboration avec le CHRU de Nancy, nous bénéficions sur un même site de l'ensemble de ces méthodes EEG. L'autre aspect original repose sur le développement à Nancy en 2016 de l'EEG unitaire. Pour ce type d'enregistrement EEG unitaire chez l'homme in vivo, nous tirerons parti des enregistrements EEG intra-cérébraux utilisant des sondes macro-contacts (Stéréo-ElectroEncéphaloGraphie : SEEG) prescrits et réalisés en routine clinique chez des patients ayant une épilepsie partielle réfractaire aux médicaments. Ces explorations entreront dans le cadre d'un bilan pré-chirurgicale et seront réalisées dans le Service de Neurologie du Centre Hospitalier Universitaire de Nancy.

Objectifs scientifiques :

Les objectifs scientifiques sont de comprendre le fonctionnement des processus physiologiques et épileptiques à différentes échelles. Les liens entre ces signaux mesurés à des échelles spatiales différentes sont loin d'être compris surtout au niveau des relations entre les enregistrements des microélectrodes et les macroélectrodes : la dynamique électrophysiologique intrinsèquement des structures explorées à ces différentes échelles étant très différentes. Plus précisément les enregistrements simultanément EEG intracérébraux cliniques macro-électrodes de surface et de profondeur associés aux enregistrements des réponses neuronales unitaires doivent permettre d'une part de localiser des comportements neuronaux spécifiques et d'autre part de développer des modèles dynamiques comportementaux de population de neurones et plus largement des réseaux cognitifs ou épileptiques activées. Nous travaillerons plus particulièrement dans le cadre des potentiels évoqués intracérébraux des aires corticales activées sélectivement par stimulation visuelle des visages.

Description :

Le système d'acquisition de 256 canaux est couplé à la vidéo permettant de mesurer simultanément par des micros et macro-contacts des signaux générés par un seul neurone et par une population de neurones. L'ensemble des mesures obtenues sur les 256 canaux est synchronisé pour pouvoir étudier les relations entre les signaux obtenus aux différentes échelles anatomiques (neurones versus populations de neurones). Les sondes à implanter par neurochirurgie contiennent des micro-contacts à profondeur d'exploration ajustable (fils d'un diamètre de 25 mm) et des macro-contacts (d'un diamètre de 0,8mm) conventionnels tels que ceux utilisés en routine clinique. Les amplificateurs des signaux neuronaux présentent des caractéristiques remarquables telles qu'amplifier des signaux de quelques nanovolts avec un taux de rejection mode commun supérieur à 90dB à 50Hz. De plus, si les fréquences d'échantillonnage des systèmes d'acquisition SEEG peuvent être limitées à 4 KHz, la fréquence d'échantillonnage pour l'enregistrement de l'activité unitaire peuvent aller jusqu'à 30 KHz. Une plateforme de recherche est associée à ce dispositif d'enregistrements vidéo-EEG afin de pouvoir :
1. effectuer des stimulations visuelles cognitives durant les enregistrements EEG
2. traiter/interpréter les signaux recueillis dans un système de traitement des signaux à visée clinique et de recherche
3. partager via un réseau internet sécurisé les signaux entre le CHU de Nancy et les laboratoires de recherche impliqués dans ce projet (CRAN, UMR 7039, Nancy, France et Face Categorisation Lab, Louvain, Belgique)

FIGURE 43 – Plateforme Imagerie, CHRU Nancy