11-10-2013 AUPHAN Magali L3 Système Neurosensoriel et

SYSTEME NEUROSENSORIEL ET PSYCHIATRIE - Electrogénèse cérébrale. Electroencéphalographie normale. Principes
des potentiels évoqués (PE)
11-10-2013
AUPHAN Magali L3
Système Neurosensoriel et psychiatrie
M. Gavaret
14 pages
Electrogénèse cérébrale. Électroencéphalographie normale. Principes des potentiels évoqués (PE)
A. Historique
Richard Caton a enregistré l'activité cérébrale chez les animaux.
Hans Berger, neuropsychiatre allemand, a enregistré pour la première fois l'EEG chez l'homme en 1924.
FY : Fermeture des yeux
OY ouverture des yeux
Ligne du haut : enregistrement de l'EEG.
Ligne du bas : sinusoïde de référence.
Il y a apparition d'une sinusoïde à la fermeture des yeux, et le tracé s’aplatit à l'ouverture des yeux. Au
niveau de la région postérieure du scalp, on enregistre une activité de morphologie sinusoïdale qui a la
caractéristique de réagir à l'ouverture et à la fermeture des yeux.
Chez un adulte éveillé, au repos et les yeux fermés, il y a une activité de fond postérieure qui disparaît à
l'ouverture des yeux. En effet, à l'ouverture des yeux, le cortex occipital traite les infos visuelles, l'activité
électrique est ainsi désynchronisée et rapide, et l'activité sinusoïdale de repos s’interrompt : c'est la réaction
d'arrêt de Hans Berger.
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Plan
A. Historique
B. Electrogénèse cérébrale
I. L'activité électrique du cerveau
II. Les paramètres qui influent sur l'activité électrique
C. Electroencéphalogramme (EEG) normal
I. Définition et matériel
II. Les différents montages
III. Activité cérébrale spontanée
D. Magnétoencéphalographie (MEG)
E. Outils de localisation de source
F. Principes des potentiels évoqués

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des potentiels évoqués (PE)
B. Electrogénèse cérébrale
I. L'activité électrique du cerveau
Ce sont les neurones qui créent l'activité électrique, essentiellement les cellules pyramidales. Les
interneurones créent aussi de l'activité électrique.
Les cellules gliales contribuent un peu, car elles interviennent dans l'équilibre ionique ( recapture des
ions K+).
Les cellules pyramidales sont le siège de différentes activités électriques :
•celle qu'elles reçoivent : le potentiel post-synaptique (PPS). Le PPS peut être inhibiteur ou
excitateur, c'est un processus assez long (80-100ms). Il est possible d'avoir un grand ensemble de
cellules pyramidales qui reçoivent en même temps un PPS : c'est une activité synchrone que l'on
peut enregistrer à distance avec l'EEG.
•celle qu'elles émettent: le potentiel d'action. C'est un mécanisme beaucoup plus court (5-10
ms), donc il est impossible d'avoir une activité synchrone.
Donc c'est essentiellement les PPS qui créent une activité électrique.
Si cette cellule reçoit un PPSE dans les dendrites apicaux, il y a ouverture massive des canaux Na lequel
rentre dans la cellule. Le milieu extracellulaire au niveau des dendrites devient alors chargé négativement par
rapport au milieu extracellulaire au niveau du soma qui est chargé positivement.
Le milieu chargé négativement s'appelle un puits électrique, celui chargé positivement est la source.
Un champ électrique se crée dans le milieu extracellulaire de la source vers le puits.Ce qui implique un courant
de la profondeur vers la superficie.
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des potentiels évoqués (PE)
Si la cellule reçoit un PPSI dans les dendrites apicaux, il y ouverture des canaux Cl- lequel rentre dans la
cellule. Le milieu extracellulaire au niveau apical devient encore plus chargé positivement, et le milieu
extracellulaire au niveau du soma est chargé relativement négativement. Il y a donc un dipôle de courant dans le
milieu extracellulaire dirigé vers la profondeur du cortex.
En EEG de surface, on enregistre les modifications de champs électriques dans le milieu extracellulaire,
reflet des activités électriques neuronales, et en particulier des PPS.
Un EEG enregistre, en fonction du temps, les activités électriques en μV.
Il y a différentes polarités de courant en surface (par convention, le positif est vers le haut, et le négatif vers le
bas) :
•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.
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des potentiels évoqués (PE)
Dans le cortex, les cellules pyramidales sont organisées en
colonnes corticales.
Une colonne corticale est constituée de grandes cellules
pyramidales dont le corps cellulaire est situé dans la couche V du cortex,
entouré de petites cellules pyramidales périphériques, dont le corps
cellulaire est dans la couche III du cortex. Il y a aussi des interneurones,
dans les couches I et II en particulier.
Il est possible de faire des enregistrement d'activité électrique
cérébrale dans le cortex directement avec des micro électrodes, notamment
pour les patients épileptiques évalués en pré-chirurgical.
Ci-dessous, des données d'enregistrement de micro électrodes :
On voit que les inversions de polarités sont essentiellement dans la couche V du cortex, c'est-à-dire où il
y a le corps cellulaire des grandes cellules pyramidales.
On estime que les activités électriques qu'on recueille en surface reflètent les activités électriques des
neurones. Il faut une population de 107 à 109 de cellules co-impliquées dans une activité pour l'enregistrer en
surface.
En cas d'épilepsie, il y a une activité électrique anormale au moment des crises, mais aussi entre les
crises, les activités intercritiques.
Pour voir une activité électrique anormale (pointe epileptique) intercritique, il faut que 10cm² de cortex
soit impliqué dans pour avoir un EEG de surface.
Il est aussi possible d'enregistrer une activité magnétique cérébrale (dispositif de recherche en France,
mais clinique aux États-Unis ou au Japon). La magnétoencéphalogaphie est plus fine sur le plan spatial, il faut
que 4cm² de cortex soit impliqué pour que l'activité soit détectable.
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des potentiels évoqués (PE)
II. Les paramètres qui influent sur l'activité électrique
a. l'organisation des cellules pyramidales
Si les cellules pyramidales sont organisées en palissade ou en parallèle, dans le néocortex par exemple,
lorsqu'elles reçoivent toutes un PPSE à l'apex, il y a une sommation et il se crée un dipôle de courant dans le
milieu extra-cellulaire. C'est un champ électrique ouvert que l'on est capable d'enregistrer à distance.
Par contre, beaucoup de structures cérébrales ne sont pas organisées en parallèles, en particulier les
noyaux. Par exemple dans le noyau du nerf XII, il y a une organisation circulaire, les corps cellulaires sont
organisées en rond, et les dendrites constituent une arborescence en couronne autour. Dans ce cas, si les
neurones reçoivent un PPSE, la sommation des dipôles de courant extra-cellulaire s’annule. On parle de champ
électrique fermé, il y a des activités électriques, mais on ne peut pas l'enregistrer à distance.
Les structures concernées sont :
•dans le tronc cérébral tous les noyaux des nerfs crâniens
•les noyaux caudés, les thalamus
•dans la face interne du lobe temporal : les noyaux amygdaliens, l'hippocampe et le gyrus
parahippocampique
En EEG de surface, on ne peut pas enregistrer les structures temporales internes, les noyaux gris
centraux et les différentes structures du tronc cérébrales. On enregistre les projections de ces structures sur le
cortex.
b. l'orientation du générateur
Le cortex humain est très circonvolué, il y a donc des organisations différentes entre le sommet d'un
gyrus ou le fond d'un sillon.
Au sommet d'un gyrus, le dipôle de courant a une orientation parallèle à l'axe des cellules
pyramidales,donc orthogonale par rapport au scalp.
Dans le fond d'un sillon, le dipôle de courant est toujours parallèle à l'axe des cellules pyramidales, mais
il va être tangentiel par rapport au scalp. Ce qui crée des activités différentes en surface.
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