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L'activité du cerveau et la cognition

Une équipe de l'UE a étudié le rôle cognitif des liens dynamiques entre les régions du cerveau. Utilisant de nouvelles méthodes analytiques permettant des applications en matière de traitement, les résultats ont révélé des évènements de connexion unique, et montré que l'activité remplit généralement la matière grise du cortex.
L'activité du cerveau et la cognition
Les cerveaux humains sont actifs en permanence; l'activité inclut des connexions très brèves dans les régions du cerveau dont la fonction est spécialisée, et soutient la fonction cognitive. Cependant, l'imagerie et l'étude de ces processus transitoires sont difficiles, en particulier s'il on prend en compte les paradigmes qui supposent la permanence des réseaux de neurones fonctionnels.

L'objectif du projet R&B BRAIN (In-depth investigations of the non-stationary dynamics of resting-state brain activity and its impact on behaviour and cognition), financé par l'UE, était d'étudier le rôle de l'activité cervicale dynamique dans le comportement et la cognition. Parmi les méthodes utilisées, on peut citer de nouvelles techniques d'analyse de données, ainsi que l'acquisition simultanée de données d'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) et d'électroencéphalographie (EEG). L'objectif final était d'étudier le rôle des réseaux dynamiques du cerveau dans le contexte de la santé et de la maladie.

Le projet a élaboré de nouvelles méthodes de traitement du signal et d'analyse de données, qui surmontent les limitations antérieures dans l'étude des états dynamiques particuliers du cerveau. Les chercheurs ont mis en œuvre de nouveaux algorithmes au sein de certains logiciels libres d'analyse.

L'analyse des données d'IRMf au repos a montré que quelques évènements mentaux sont porteurs de suffisamment d'informations pour révéler des activités simultanées connexes dans différentes parties du cerveau. Les résultats ont montré que l'activité cervicale spontanée comble les régions de matière grise du cerveau. Cela est cohérent avec les observations antérieures selon lesquelles de grandes régions du cortex répondent à des tâches cognitives. Les nouvelles méthodes du projet ont facilité l'analyse des évènements simples qui surviennent au repos, ce qui permet de mesurer l'étendue et la durée des évènements de connexion.

Les membres de l'équipe ont présenté les résultats lors de deux conférences internationales.

Une phase ultérieure du projet a porté sur l'étude de l'activité cervicale. Le consortium a développé des protocoles pour une technique innovante et élaboré un programme qui permet l'acquisition simultanée de données d'EEG et d'IRMf. L'étape inclut l'adaptation d'algorithmes pour détecter les artefacts de pulsation dans deux types de données. Pour la première fois, l'équipe a réussi à collecter des données EEG et IRMf simultanées pendant les états de repos et de contrôle.

Le travail du projet R&B BRAIN permet de comparer finement les états de connectivité du cerveau entre individus, ainsi que les changements d'états. Les applications potentielles incluent de nouvelles manières de diagnostiquer et traiter les troubles du cerveau.

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Mots-clés

Cerveau, R&B BRAIN, connexion, cognition, IRMf, EEG