15/10/2014 BILLEROT Emma L3 CR : INGHILTERRA

SNP – Electrogénèse cérébrale ; Electroencéphalographie normale. Principes des potentiels évoqués (PE)
15/10/2014
BILLEROT Emma L3
CR : INGHILTERRA Jérôme
SNP
Pr GAVARET
16 pages
SNP – Electrogénèse cérébrale ; Electroencéphalographie (EEG) normale. Principes des potentiels évoqués (PE)
Plan
A. Électrogénèse Cérébrale
I. Rappel historique
II. Principe de l'électrogénèse cérébrale
B. Exemples en EEG
I. EEG Normal
II. L'EEG en Pathologie
III. La Magnétoencéphalographie (MEG)
IV. Outils de localisation de source
C. Les Potentiels Évoqués (PE)
I. Principe des PE
II. Définitions
A. Electrogénèse Cérébrale
I. Rappel historique
L'EEG consiste à enregistrer les activités électriques produites par le cerveau. A chaque fois qu'il y a une
activité électrique il y a également une activité magnétique et réciproquement. On peut enregistrer ces deux
types d'activités produites par les neurones.
Dans l'histoire de la médecine ces deux enregistrements n'apparaissent pas au même moment; les premières
électrodes ont été posées sur le corps par un neuropsychiatre allemand, Hans BERGER → 1er enregistrement
EEG chez l'Homme en 1924 (les premières publications datent de 1925 et il y travaillera jusqu'en 1941).
L'EEG apparaît tardivement dans l'histoire de la médecine du fait que les activités électriques cérébrales sont
très faibles (de l'ordre du microvolt alors que par exemple les activités électriques cardiaques sont de l'ordre du
millivolt). Il faut donc des systèmes physiques d'amplification suffisants pour pouvoir les enregistrer.
Avant les premiers enregistrements chez l'Homme on avait déjà réalisé des enregistrements chez l'animal.
Les activités magnétiques cérébrales : là aussi elles sont extrêmement faibles, à tel point qu'on arrive à les
enregistrer uniquement grâce à des matériaux supra-conducteurs à très basse température (-160°C). Ces
activités magnétiques ont été enregistrées encore plus tard : premiers enregistrements MEG par David COHEN
du Massachusetts Institute of Technology en 1972. Le sujet était assis dans une chambre l'isolant le plus
possible du milieu extérieur, et on a utilisé un capteur de magnétoencéphalographie dans le froid.
II. Principe de l'électrogenèse cérébrale.
Les activités électriques qu'on enregistre en surface (électrodes posées sur le scalp) sont d'abord produites par
les neurones, les cellules gliales y contribuent un peu (elles ont un rôle important dans la recapture des ions
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dans le milieu extracellulaire mais s'il n'y a que des cellules gliales on n'arrive pas à enregistrer des activités
électriques à distance) : c'est essentiellement les activités électriques des neurones que l'on enregistre.
Ces neurones sont le siège de différents types d'activités électriques :
– celles qu'ils reçoivent : les Potentiels Post-Synaptiques (PPS) excitateurs/inhibiteurs ;
– celles qu'ils émettent : les Potentiels d'Action (PA) qui vont ensuite se propager le long de l'axone.
Quand on enregistre l'EEG on enregistre essentiellement les PPS (et pas les PA).
Pourquoi n'enregistre-t-on pas les PA ? (Ils sont certes moins nombreux que les PPS mais ce n'est pas la raison)
Il faut savoir qu'avec des électrodes de surface on ne va jamais réussir à enregistrer l'activité électrique d'1
neurone (on peut y arriver par contre avec des patchs clamps), on va en fait enregistrer des activités
électriques synchrones au niveau d'un énorme ensemble de neurones (de 107 à 109 neurones) qui vont
avoir le même type d'activité électrique au même moment. Les PA sont très courts (environ 5 ms), alors que les
PPS sont beaucoup plus longs (environ 60 ms) donc c'est plus facile de détecter une population neuronale
large qui reçoit au même moment un PPS qu'un PA. Il faut une synchronie entre un grand nombre de cellules
neuronales ce qui est plus facile à obtenir sur un potentiel long.
C'est une des raisons qui explique que l'EEG reflète surtout les PPS.
Parmi les neurones on va trouver : les interneurones et les cellules pyramidales.
Les cellules pyramidales corticales :
Le corps cellulaire est dans la couche V du cortex, l'axone part vers la couche VI puis vers la substance blanche.
Il y a deux types de dendrites : au niveau de l'apex (les dendrites apicaux), et un autre type proche du soma :
les dendrites basaux.
- Si la cellule reçoit au niveau des dendrites apicaux un PPS EXCITATEUR (PPSE) :
Il y a ouverture de canaux Na+, qui passe du milieu extracellulaire vers le milieu intracellulaire. Le milieu
extracellulaire apical devient chargé négativement, par rapport au milieu extracellulaire basal qui reste chargé
positivement : cela crée un dipôle de courant dans le milieu extracellulaire, dirigé du + vers le -.
→ Ce sont ces modifications de courant dans le milieu extracellulaire, reflet des activités électriques
neuronales, qu'on enregistre en EEG de surface.
Il va y avoir différentes configurations selon que le PPSE est reçu sur les dendrites apicaux/basaux et qu'il est
excitateur/inhibiteur.
Un neurone reçoit simultanément un certain nombre d'influx (excitateurs et inhibiteurs). Le signal va dépendre
de la sommation de tous ces phénomènes. Les PPSE, lorsqu'ils sont suffisants, vont permettre le
déclenchement d'un PA.
Pour les modifications du milieu extracellulaire, on va parler de « sources » chargées positivement, et de
« puits » chargés négativement, entre lesquels se forment des lignes de courant.
On a fait une étude chez des patients épileptiques. Ces patients ont des activités électriques anormales à la fois
pendant et entre les crises (qu'on appelle anomalies intercritiques). On a fait des enregistrements
simultanément à la surface du cortex (électrodes que l'on pose sur le cortex) et en EEG de surface (appelé
également EEG de scalp). On a mis en évidence qu'une pointe intercritique visible en EEG de surface
correspondait en profondeur à une surface corticale activée de 9-10 cm². C'est encore une fois le reflet qu'il faut
un grand ensemble de cellules neuronales activées pour qu'on soit capable de le voir en surface.
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L'EEG est un signal qui a souvent une morphologie sinusoïdale avec différentes polarités enregistrées (par
convention le – est en haut, le + est en bas). Comment les expliquer ?
- Si maintenant la cellule reçoit un PPS INHIBITEUR toujours au niveau des dendrites APICAUX :
On a une entrée de Cl- en intracellulaire donc le milieu extracellulaire perd son Cl- et devient chargé plus
positivement par rapport au niveau basal. Dans ce cas on a un dipôle de courant dans le sens inverse : dirigé de
la surface vers la profondeur.
- PPSI au niveau des dendrites BASAUX :
Le Cl- rentre en intracellulaire, le milieu devient chargé plus positivement comparé au niveau apical. On a un
dipôle de courant dirigé de la profondeur vers la surface. Donc un PPSE au niveau des dendrites apicaux
provoque les mêmes modifications extracellulaires qu'un PPSI au niveau des dendrites basaux.
Par ces jeux il peut y avoir 4 combinaisons possibles ce qui explique les polarités différentes (- ou +)
enregistrées en EEG de surface.
Au niveau du cortex les neurones pyramidaux sont tous organisés en parallèle (ou palissade) avec les grandes
cellules pyramidales qui ont leur corps cellulaire dans la couche V et les petites cellules pyramidales qui ont
leur corps cellulaire dans la couche III. Ces neurones forment des colonnes corticales, avec au centre les
grandes cellules pyramidales et autour les petites.
Imaginons qu'elles reçoivent toutes un PPSE au niveau des dendrites apicaux cela crée un dipôle de courant
dirigé de la profondeur vers l'apex. Si on fait un enregistrement au sein du cortex (avec des microélectrodes),
on constatera une inversion de polarité au niveau de la couche V (là où il y a des soma de grandes cellules
pyramidales).
On estime que les électrodes de surface enregistrent l'activité d'une population de 107 à 109 neurones .
Récapitulatif :
• Si la cellule reçoit un PPSE au niveau apical, il y a un
champ électrique extracellulaire du soma vers l'apex.
• Si la cellule reçoit un PPSI au niveau apical, il y a un
champ électrique extracellulaire de l'apex vers le
soma
• Si la cellule reçoit un PPSE au niveau des dendrites
proches du soma, on aura la polarité inverse, de l'apex
vers le soma.
• Si la cellule reçoit un PPSI au niveau des dendrites
proches du soma, le champ électrique va du soma
vers l'apex.
En EEG on ne va pas pouvoir enregistrer l'activité de l'ensemble des neurones : notion de champ électrique
ouvert / fermé.
Comme les cellules pyramidales sont organisées en parallèle, cela crée un champ électrique ouvert (création
d'un dipôle de courant dans le milieu extracellulaire et on enregistre à distance). C'est le cas le plus simple.
Par contre on a beaucoup d'autres structures dans le cerveau qui sont sous la forme de noyaux ; par exemple les
noyaux des nerfs crâniens dans le tronc cérébral, les noyaux amygdaliens, les noyaux des thalamus et
l'hippocampe qui n'est pas un noyau mais a une structure très recourbée sur elle-même.
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Premières études par Lorente de No en 1947 avec les premières colorations argentiques de Golgi ; il a beaucoup
travaillé sur les noyaux des nerfs crâniens en particulier le noyau du nerf XII. Au niveau de ce noyau les
neurones ont une architecture avec les corps cellulaires plutôt au centre et les dendrites distribuées en
arborescence autour. Il a montré que si ces neurones reçoivent de façon simultanée un PPSE cela va créer des
dipôles de courant dans plusieurs directions. Si on fait la sommation de ces différents champs électriques, de
par cette architecture circulaire ils vont s'annuler : cela forme un champ électrique fermé (il y a une activité
électrique mais quand on est à distance on enregistre rien).
C'est certainement ce qui se produit pour les petits noyaux du tronc cérébral mais aussi pour des structures
beaucoup plus volumineuses telles que les noyaux thalamiques ou amygdaliens.
Illustration
En EEG ce qu'on voit c'est surtout l'activité électrique des neurones du cortex. On ne voit pas celle des
neurones des noyaux gris centraux, ni du tronc cérébral, mais on voit les PROJECTIONS du tronc cérébral sur
le cortex.
Le cerveau humain est circonvolué et l'orientation va être très différente selon que les cellules pyramidales sont
au sommet des gyri ou au fond des sillons.
Si au sommet des gyri elles sont co-activées, cela crée un dipôle de courant de la profondeur vers la surface,
ORTHOGONAL par rapport au scalp.
Par contre si ce sont les cellules pyramidales du fond du sillon qui sont activées : dipôle de courant de la
profondeur vers la surface, TANGENTIEL par rapport au scalp.
Cela va beaucoup changer l'aspect en EEG de surface.
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Modélisation : on a placé des générateurs avec toutes sortes d'orientations au sein d'une même structure. On les
a placés très précisément, très
proches de l'insula dans le lobe
temporal, dans la profondeur de la
première circonvolution temporale,
partie postérieure. C'est la
localisation du Cortex Auditif
Primaire ou Gyrus de Heschl. Il est
facile à étudier en neurophysiologie.
Cartographie en EEG de surface : La
polarité positive est en rouge (gris
moyen) et la négative en bleu (gris
foncé).
Si les cellules neuronales étaient
orientées horizontalement à ce
niveau on aurait une polarité
négative en temporal, si c'est vertical
l'aspect est très différent en
cartographie (positif), en biais on a
une situation entre les deux. Selon l'orientation, l'aspect en EEG est radicalement différent.
Au niveau du gyrus de Heschl les cellules sont orientées VERTICALEMENT avec un maxima au niveau du
vertex (sommet du crâne), alors que le générateur est temporal : quand on étudie l'audition les électrodes
doivent être placées au vertex et non pas au niveau de l'écaille temporale bien que le générateur soit temporal.
Si l'EEG a comme qualité une excellente résolution temporelle (activités de l'ordre de la ms), il est par
contre caractérisé par une mauvaise résolution spatiale (contrairement aux examens d'imagerie : scanner,
IRM). L'une des raisons est que l'orientation du générateur a presque plus d'importance que sa position pour
expliquer ce qu'on voit en surface.
L'IRM fonctionnelle va pouvoir le compléter car elle a une excellente résolution spatiale mais une résolution
temporelle médiocre (de l'ordre de 5 à 6 s). On peut aussi pratiquer simultanément EEG et IRM fonctionnelle.
Les dipôles doivent être parallèles entre eux et en nombre suffisant. Parfois il pourra y avoir des activités
électriques anormales qu'on ne verra pas car trop limitées spatialement.
Les dipôles sont perpendiculaires ou tangentiels par rapport à la surface de recueil essentiellement en
fonction de la gyration du cortex (perpendiculaires pour les sommets de gyri, tangentiels pour les fonds de
sillons)
Exemple d'EEG : le rythme alpha
On enregistre des fréquences et des amplitudes en fonction du temps ; en général en France le principe
consiste en un défilé de pages, chacune étant exposée pendant 20s (les habitudes varient selon les pays, dans
les pays anglo-saxons on préférera 10s donc l'aspect visuel est un peu différent). On enregistre toujours
simultanément l'ECG et le rythme respiratoire. On utilise différentes électrodes que l'on détaillera plus tard.
On voit une activité électrique sinusoïdale ; lorsqu'on demande au sujet d'ouvrir les yeux cette activité disparaît,
puis quand il les ferme elle réapparaît. On l'enregistre surtout au niveau des régions postérieures.
Elle correspond à une activité de repos du cortex occipital (aires visuelles), appelée ACTIVITÉ DE FOND DE
TYPE ALPHA. Les yeux ouverts, il y a désynchronisation de ces aires visuelles donc cette activité disparaît.
Les yeux fermés, elle réapparaît immédiatement.
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B. Exemples en EEG
I. EEG Normal
Définition : L'EEG est l'enregistrement des variations des potentiels électriques cérébraux depuis la
surface du scalp. On enregistre à l'aide d'électrodes positionnées sur le scalp PAR RAPPORT A UNE
REFERENCE. Très important : il faut qu'il y ait un contact électrique entre la peau et l'électrode. On utilise
pour cela un gel conducteur riche en électrolytes. Il y a différents types d'électrodes : soit on a des électrodes
de surface (qui sont de petits embouts métalliques entourés d'un tissu imprégné de gel conducteur), soit des
cupules métalliques avec à nouveau un gel conducteur, soit pour les patients dans le coma des « électrodes
aiguilles » (électrodes de moins d'1cm de long introduites sous le scalp, qui vont permettre d'enregistrer
directement sans utilisation de gel puisqu'on est dans la peau).
Les électrodes sont positionnées selon le Système 10-20 de Jasper.
Il y a 2 lignes principales : coronale et sagittale, à l'intersection desquelles on positionne une électrode. Ensuite
pour placer d'autres lignes d'électrodes on va se référer à des pourcentages (par exemple décalage de 20% en
arrière...). L'intérêt de ce système est qu'il est reconnu internationalement, on va toujours placer les électrodes
aux mêmes endroits précis et avec les mêmes labels (désignations).
Quand on met davantage d'électrodes on utilise le Système 10-10 : même principe que le système 10-20 sauf
qu'on intercale à mi-distance des électrodes supplémentaires (ex. frontocentrale).
En routine clinique, sur un patient adulte, on utilise 20 électrodes.
Les premiers EEG peuvent être faits en néonatalogie sur des grands prématurés, à partir de 24 SA, à cet âge la
tête a la taille d'une orange. Chez ces nouveaux-nés on va pouvoir poser seulement 8 électrodes, qui seront des
cupules miniatures. A l'heure actuelle il n'y a pas d'indication à faire des EEG avec moins de 8 électrodes.
Ensuite pour les EEG faites au lit du patient dans des conditions de réanimation, on met en principe 12
électrodes.
Pour un patient épileptique dont on enregistre le bilan, on met souvent 24 électrodes (on en rajoute en bas des
oreilles pour mieux enregistrer les régions temporo-basales). Cela reste très classique aussi.
Après on va avoir des systèmes pour mettre davantage d'électrodes : 32, 64, 128...jusqu'à 256 (c'est le maximum
à l'heure actuelle pour l'EEG, on utilise pour cela un bonnet comportant des électrodes qui vont aller jusqu'aux
joues pour enregistrer les structures basales du cerveau).
Il y a différents systèmes de visualisation des signaux :
–
Montage MONOPOLAIRE (enregistrement de l'activité électrique au niveau d'une électrode
moins l'activité électrique de la référence) ,
–
Montage BIPOLAIRE (enregistrement de l'activité électrique au niveau d'une électrode moins
l'activité électrique d'une autre électrode, en principe pas trop loin).
Il peut y avoir un intérêt de passer de l'un à l'autre. On enregistre des potentiels (de l'ordre du microVolt) et
toujours simultanément l'ECG (de l'ordre du mV).
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Les électrodes, en plus d'être
positionnées de façon précise,
comportent des labels. Par
exemple on a des électrodes FP
(frontopolaires), F (frontales),
C (centrales), P (pariétales), O
(occipitales), T (temporales).
Ensuite on va les désigner avec
des chiffres, par convention
pairs pour l'hémisphère droit et
impairs pour l'hémisphère
gauche. On associera la lettre
« z » aux électrodes placées sur la ligne médiane...ce qui donnera par exemple Fz pour l'électrode frontale
médiane, F4 pour la frontale droite, F3 pour la frontale gauche, F8 pour la fronto-basale droite, F7 pour la
gauche etc.
Ce sont les labels des 20 électrodes utilisées habituellement.
Si on veut en mettre plus on introduit tout simplement des noms supplémentaires ex. FC intercalée entre
frontale et centrale. Le label doit indiquer le positionnement de l'électrode.
Extraits de tracés.
Parmi les montages bipolaires on va en fait trouver différents types de montages :
– montage LONGITUDINAL
C'est le plus utilisé, le plus courant. On place les électrodes d'avant en arrière sur de grandes lignes supérieures,
inférieures... On a les fréquences et les amplitudes en fonction du temps (20 secondes par page). L'ECG est en
bas.
Lignes du haut : hémisphère droit / Lignes du bas : hémisphère gauche / Entre les deux : partie médiane.
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Par endroits l'aspect n'est pas symétrique avec de nombreuses déflexions amples. On observe des pointes
épileptiques intercritiques abondantes, représentées quasiment sur l'ensemble des dérivations à gauche. On va
pouvoir décrire la morphologie, plutôt triphasique.
Montage longitudinal : Potentiel au niveau d'une électrode moins le potentiel au niveau d'une électrode
voisine.
–
montage TRANSVERSE : il passe par différentes lignes de droite à gauche (frontale, temporo-centrale,
postérieure). Ce type de montage est très utilisé dans les centres du sommeil. En effet on passe 3 fois
sur la ligne médiane ; il y a beaucoup d'éléments physiologiques du sommeil qui sont très représentés
sur cette ligne. Sur cette page d'EEG on voit une bouffée d'éléments tout à coup très amples, qu'on va
décrire à type de Polypointe-onde (pointe suivie d'une onde). Chez cette petite fille de 6-7 ans on a
une épilepsie généralisée avec des anomalies paroxystiques très diffuses.
montage STANDART ZERO : il est très utilisé également (car on ne se sert que de 12 électrodes), tous
les EEG faits au lit du patient et les EEG des enfants de moins de 2 ans vont être faits à l'aide de ce
montage. C'est un montage « en baillonnette », on fait ici la différence de potentiel entre :
1ère ligne :fronto-polaire droit moins central droit ; 2ème ligne : central droit moins temporal droit ;
3ème ligne :temporal droit moins occipital droit. Et vice-versa à gauche. Une ligne transverse passe de
droite à gauche au niveau temporal.
Chez cette petite fille (qui doit avoir 1 an), on a un aspect normal du tracé EEG puis on observe des éléments
plus lents et amples (sans doute liés à une somnolence).
–
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Il faut savoir que L'EEG est aussi utilisé pour faire le diagnostic de MORT CEREBRALE.
En effet chez certains patients le cœur fonctionne toujours mais on va démontrer avec l'EEG qu'il y a plus
d'activité électrique cérébrale.
Le fait d'avoir 2 EEG qui en attestent autorise les prélèvements d'organes. C'est dans ce contexte-là de
patients qui sont stables sur le plan hémodynamique (FC maintenue, TA correcte) mais qui n'ont plus d'activité
électrique cérébrale que sont réalisés les prélèvements.
En France il y a en fait 2 façons d'affirmer le diagnostic de mort cérébrale :
– Soit on fait un angioscanner et on montre qu'il n'y a plus de perfusion artérielle cérébrale
– Soit on fait 2 EEG, dans des conditions particulières : il doivent durer 30 minutes et on laisse au
minimum 4 heures d'intervalle entre les deux, pas de traitement sédatif et le patient doit avoir une
température corporelle à peu près normale (supérieure à 35°C) = normotherme (très important car
on peut avoir des EEG faussement plats chez des patients très hypothermes).
Les conditions techniques sont également particulières avec des électrodes « aiguilles »
(enregistrement de meilleure qualité, les impédances sont bonnes car il n'y a pas les problématiques
liées au gel conducteur et c'est également plus rapide, mais douloureux donc à ne pas utiliser chez les
patients éveillés) et des montages LONGUES DISTANCES (augmentent la sensibilité de l'EEG).
Le montage monopolaire:
On enregistre chacune des électrodes moins la référence. Le technicien qui fait l'EEG commence par poser
une électrode de référence puis une seconde électrode. L'électrode de référence est souvent Fz (frontopolaire
médiane). Il faut qu'elle soit peu ou pas impliquée dans ce à quoi on s'intéresse (si c'est une épilepsie
temporale, la référence pourra être Fz par contre elle sera trop impliquée en cas d'épilepsie frontale).
Comme à l'heure actuelle tout est informatisé, on a le signal sur toutes les électrodes et on peut changer la
référence comme on veut, n'importe quelle électrode peut devenir la référence.
On peut également prendre comme référence le signal moyen de toutes les électrodes. On fait ce que l'on
appelle une référence moyenne (sommation du potentiel électrique sur toutes les électrodes, divisé par le
nombre d'électrodes). Cela permet d'avoir une référence moyenne utilisable dans toutes les situations.
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EEG normal :
On enregistre les activités électriques cérébrales , des polarités (par convention - vers le haut/ + vers le bas) et
des fréquences au cours du temps. Elles sont classifiées en bandes de fréquences, utilisées internationalement :
Classification
Rythme δ
Rythme θ
Rythme α
Rythme β
Rythme γ
(la colonne a droite n'a pas été détaillée)
Fréquence
< 3 Hz
4-7 Hz
8-12 Hz
13-30 Hz
30-120 Hz
Niveau de vigilance
sommeil profond stades 3 et 4
somnolence, sommeil stades 1 et 2
éveillé, calme, yeux fermés
vigilant, yeux ouverts
En réalité maintenant on sait que la bande γ va beaucoup plus haut : jusqu'à 700-800 Hz. On est incapable
d'enregistrer cela en EEG de surface mais on peut l'enregistrer en profondeur avec des électrodes placées dans
le cerveau des patients. Ces activités très rapides vont notamment pouvoir être enregistrées chez certains
patients épileptiques pour qui on utilise des techniques de SEEG (stéréo-électro-encéphalographie), des
électrodes orthogonales en profondeur vont aller enregistrer l'activité du cerveau in situ.
Les activités lentes (δ, θ) vont être retrouvées au cours du sommeil, mais on peut avoir des EEG lents de façon
diffuse dans plein d'autres situations : en cas de fièvre, de troubles métaboliques (hyponatrémie, hypoglycémie/
hyperglycémie, déshydratation), d'encéphalites ou à cause de lésions.
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L'EEG varie beaucoup selon la maturation cérébrale.
On a vu que les premiers EEG peuvent être faits à 24 SA. Chez les prématurés on les enregistre de façon
régulière (il y a des paliers de surveillance à 24, 29, 32, 36 SA...jusqu'au terme). Cela permet de suivre
la maturation cérébrale et également d'évaluer les atteintes neurologiques qu'ils sont susceptibles de
développer (par ex. atteinte de la SB péri-ventriculaire avec leucopathies péri-ventriculaires, ou des
crises d'épilepsie même si elles sont moins fréquentes que chez les enfants nés à terme).
L'EEG d'un enfant prématuré est très particulier. Ici l'enfant est âgé de 28 SA. Le tracé est discontinu (il y a des
périodes « de discontinuité » sans activité électrique puis d'un seul coup une bouffée puis à nouveau plus
d'activité électrique cérébrale...). Par la suite plus l'enfant va grandir plus les périodes d'hypoactivité vont se
raccourcir.
Il faut savoir aussi qu'à partir de 29 SA s'organisent des stades de vigilance : l'organisation veille/sommeil
apparaît autour de 29 SA. On va alors pouvoir distinguer sur l'EEG des alternances veille/sommeil (au cours
du sommeil le tracé va être plus discontinu qu'à la veille).
•
•
EEG d'un enfant d' 1 an ½. Les enfants ont des tracés plus lents et amples que les adultes. L'activité de
fond de type alpha, qui correspond à une activité de repos des aires visuelles, apparaît vers 1 an ½ - 2
ans, elle devient un peu plus rapide vers 3 ans. C'est donc tout à fait normal de ne pas l'observer avant 1
an ½ (où on a des activités θ essentiellement).
EEG d'adulte. On voit l'activité de fond postérieure de type alpha ; celle-ci disparaît si le sujet ouvre les
yeux. Au niveau des régions postérieures on voit bien cette activité, on peut également avoir des
activités de repos au niveau central mais au niveau des régions frontales l’activité est peu ample.
Ce qu'on évalue surtout au cours d'un EEG standard c'est l'activité de fond POSTERIEURE.
•
L'EEG, sauf quand on met des aiguilles, est un examen non invasif, non douloureux. Les patients demandent
souvent si on leur délivre une activité électrique ; la réponse est NON : on enregistre une activité électrique (en
pratique une toute petite activité électrique est délivrée avant l'EEG pour mesurer le contact entre les
électrodes, mais étant extrêmement faible, elle n'est absolument pas ressentie par le patient).
Exemple d'une petite fille : électrodes cupules, on met un gel, une espèce de pâte d'électrodes puis une petite
gaze, les électrodes sont tenues par un petit filet autour de la tête.
On enregistre l'ECG de façon très simple avec soit 2 électrodes précordiales soit 2 électrodes placées au niveau
du poignet. Chez cette enfant on met des électrodes précordiales.
Ensuite on enregistre le rythme respiratoire (systématique chez les enfants de moins de 3 ans dans les centres
du sommeil) ; pour ce faire on place un capteur au niveau de la ceinture thoracique qui va être sensible aux
accélérations de la respiration. On va voir si le rythme respiratoire est régulier ou irrégulier, ce qui va servir à
distinguer les différents stades du sommeil.
On peut avoir des malaises avec apnée, l'enregistrement du rythme respiratoire est important dans ce cadre.
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SNP – Electrogénèse cérébrale ; Electroencéphalographie normale. Principes des potentiels évoqués (PE)
On distingue les sommeils :
- lent stade 1 : ressemble à la veille mais activité morcelée, pointes au niveau du vertex. La ligne médiane est
importante pour le sommeil.
- lent stade 2 : apparition de fuseaux de sommeil (petites activités sinusoïdales à 14 cycles/s). L'apparition de
ces activités définit le stade 2 du sommeil. Elles sont générées par le thalamus (noyau réticulaire) et projetées
sur le cortex.
- lent stades 3 et 4: éléments physiologiques du sommeil qui persistent et l'activité de fond devient de plus en
plus lente.
- paradoxal : au cours de ce stade si on réveille le sujet il va relater un rêve (complet, construit, avec beaucoup
d'éléments visuels). L'activité électrique au cours du sommeil paradoxal est très proche de la veille : rapide, peu
ample.
Les autres paramètres qu'on enregistre sont
• les mouvements des yeux : au cours du sommeil lent il y en a peu / au cours du sommeil paradoxal ils
sont intenses, rapides et irréguliers,
• la respiration : au cours du sommeil lent elle est lente et régulière / au cours du sommeil paradoxal elle
est rapide et irrégulière.
• Les activités musculaires: soit au niveau de la face (électrodes sur le menton), soit au niveau des jambes
(pour enregistrer par exemple des mouvements anormaux au cours du sommeil).
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SNP – Electrogénèse cérébrale ; Electroencéphalographie normale. Principes des potentiels évoqués (PE)
II. L'EEG en Pathologie
On va pouvoir enregistrer différents types d'éléments pathologiques :
des éléments lents diffus, dont les étiologies sont nombreuses : hyperthermie, tumeur (plutôt centreencéphalique), troubles métaboliques.
– des éléments lents focaux : AVC, saignement/hématome, lésion tumorale...
On a vu que l'EEG avait une mauvaise résolution spatiale donc on va avoir du mal à localiser
précisément ces éléments lents.
– des anomalies paroxystiques : épilepsie +++ où les EEG ont un apport majeur. On va enregistrer
différents types d'activités électriques anormales chez les sujets épileptiques : soit entre les crises
(=intercritiques) soit pendant les crises (=critiques).
On va enregistrer par exemple des polypointes-ondes, des éléments à type de pointes lentes, puis quelque chose
qui est dynamique dans le temps par exemple au niveau temporal droit activité électrique qui débute à une
certaine fréquence puis qui s'accélère et qui change de morphologie avec des pointes-ondes puis on a une
décharge rythmique.
Il y a donc une dynamique au cours du temps typique d'une crise d'épilepsie (modification des fréquences
au cours de la crise).
–
Comment localiser les activités électriques anormales enregistrées en EEG ? On va regarder plusieurs choses:
•
•
Pour le montage BIPOLAIRE : Enregistrement des pointes : en opposition de phase au niveau de cette
électrode, prédominance au niveau de l'électrode commune aux deux qui est F8.
Ensuite quand on passe au montage MONOPOLAIRE : on regarde au niveau de quelle électrode
l'amplitude est maximale. Elle est maximale en F8 et en F10. Le générateur de ces pointes se projette
sur F8, on peut dire qu'il est plutôt temporal antérieur (on a du mal à être plus précis avec un EEG, on
va donc jouer sur les différents montages en passant de bipolaire à monopolaire).
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SNP – Electrogénèse cérébrale ; Electroencéphalographie normale. Principes des potentiels évoqués (PE)
Une des limites de l'EEG est que les activités électriques sont filtrées par l'os ; c'est-à-dire qu'elles sont
diffusées et diminuent en amplitude en traversant l'os (les activités électriques après la traversée de l'os sont un
peu comme une lumière vue au travers d'un verre dépoli, atténuée et diffractée).
III. La Magnétoencéphalographie (MEG)
La MEG va avoir un intérêt car les signaux magnétiques ne sont pas modifiés (par l'os). Ils sont plus précis sur
le plan spatial que les signaux électriques. Mais ils sont extrêmement faibles en intensité : celle-ci
s'exprime en Tesla de la même façon que pour les IRM. A 10-6 T se situe l'activité magnétique terrestre, à 10-9 T
l'activité magnétique cardiaque, les activités magnétiques cérébrales sont quant à elles comprises entre 10-15 et
10-12 T. Les capteurs utilisés pour les enregistrer sont des matériaux supra-conducteurs, le sujet est placé en
chambre blindée pour l'isoler au maximum du milieu extérieur très riche en artefacts.
On enregistre toujours l'activité magnétique terrestre. On a par exemple un capteur (ressemblant à un casque
séchoir) où le sujet vient placer sa tête, il n'y a pas obligatoirement de contact physique entre le scalp et le
capteur. On enregistre ainsi directement l'activité magnétique CEREBRALE et au sommet d'autres capteurs
vont servir à enregistrer l'activité magnétique de REFERENCE. En faisant la soustraction des deux on obtient
l'activité magnétique TERRESTRE, qui est beaucoup plus intense que l'activité magnétique cérébrale.
A l'heure actuelle la MEG est seulement un outil de recherche en France, alors qu'il fait partie des actes
médicaux aux États-Unis, au Japon et en Allemagne.
IV. Outils de localisation de source
Sur les EEG Haute Résolution et en MEG, on va pouvoir utiliser ce qu'on appelle des outils de localisation de
source pour savoir où se trouve le générateur. On va faire des EEG avec beaucoup d’électrodes (64, 128, 256)
ou de la MEG où on atteint 250 capteurs, ensuite on va utiliser l'IRM du patient pour modéliser les milieux qui
ont une activité différente. La modélisation de l'os (boîte crânienne) est une étape très importante puisqu'il est à
peu près 30 fois moins conducteur que les autres milieux.
Ensuite on a les signaux d'intérêt qui sont : les crises d'épilepsie, les pointes intercritiques, les potentiels
évoqués...
Une fois qu'on a les activités électriques on utilise des algorithmes pour localiser la source capable d'expliquer
la morphologie du signal (provenant des électrodes en surface). Il existe différents algorithmes mathématiques
avec chacun des paramètres de validité statistique.
B. Les Potentiels Évoqués
I. Principe des PE
L'EEG enregistre l'activité spontanée du cerveau. Maintenant on va pouvoir dans certaines conditions étudier
l'activité du cerveau déclenchée, évoquée par une stimulation.
Si on enregistre de façon continue, par exemple chez un sujet qui, alors qu'il est assis tranquillement, reçoit des
stimulations lumineuses, son cortex occipital va répondre aux stimulations mais cette activité va être
« masquée » par l'activité de fond. Pour les PE, ce qu'on fait c'est un enregistrement simultané de l'activité
électrique du cerveau ET de la stimulation qu'on délivre. On délivre des stimulations très courtes et à des
temps qu'on va pouvoir bien individualiser. Ensuite on procède à un moyennage (de par exemple 500
stimulations) pour extraire le stimulus de l'activité de fond. L'activité de fond aléatoire par rapport au
stimulus est éliminée par le moyennage alors que celle liée au stimulus va être sommée par le moyennage de
ces 500 stimulations et finalement on ne va visualiser qu'elle. C'est le principe des PE.
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II. Définitions
Potentiels évoqués: Onde ou complexe d’ondes provoqué et lié dans le temps à un stimulus qui peut être
repéré dans le temps de façon fiable. Dawson, 1951.
On distingue :
•
PE somesthésiques : pour explorer les voies sensitives, on stimule un nerf mixte (ex. nerf médian) en
envoyant des petites décharges électriques non douloureuses, très courtes qu'on va pouvoir sommer dans
le temps. En stimulant ce nerf on va avoir un influx nerveux du nerf périphérique au plexus puis au
niveau de la moelle cervicale, puis au niveau du tronc cérébral et enfin au niveau du cortex sensoriel
primaire. Cette activité au niveau du cortex sensoriel primaire va pouvoir être extraite de l'activité de
fond en faisant 500 stimulations du nerf médian. Pour un individu normal d'1m70 on l'enregistre à 20
ms (on a une négativité à 20 ms).
•
PE auditifs : on fait entendre des sons très simples (pics à 3000-8000 Hz ), on va enregistrer une activité
émanant du cortex auditif avec cette fois-ci une latence de 100 ms.
•
PE visuels : on fait une stimulation soit par des flashs lumineux, soit par des damiers (écran de
télévision avec un damier, les cases noires et blanches s'inversent et c'est cette inversion qui sert de
stimulus). Là aussi on a une réponse du cortex visuel à 100 ms.
•
PE cognitifs : le signal a une latence de 250-300 ms, on recense plein de protocoles différents.
Par exemple pour les patients dans le coma, afin d'évaluer leurs chances de réveil on va utiliser un protocole
auditif appelé « oddball ». On fait entendre des sons à 1000Hz et de façon aléatoire va survenir un son à 2000
Hz. On va voir si le sujet est capable de percevoir la différence entre les deux. Chez un sujet normal le son aigu
provoque des PE à 300 ms, ainsi que chez certains patients dans le coma qui vont avoir un pronostic favorable
au réveil, par rapport aux sujets dans le coma qui n'ont pas cette onde P300 (PE cognitif).
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CR : ce fut un ronéo 100% TOUTANKARMON !!
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