Electrogenèse Cérébrale
publicité
Electro-encéphalogramme : bases électrophysiologiques diapositives Dr Gilles Huberfeld Dr Bernard Pidoux Diplôme Inter-Universitaire Le sommeil et sa pathologie Université Paris VI 2007-8 Introduction : Explorations cérébrales in vivo SIGNAL RESOLUTION TEMPORELLE RESOLUTION SPATIALE EEG Champs électriques induit par potentiels post-synaptiques +++ (<ms) +/- en surface MEG Champs magnétiques induit par potentiels post-synaptiques +++ (<ms) > EEG Potentiels Evoqués Champs électriques induit par potentiels post-synaptiques +++ (<ms) +/- TDM Absorption rayons X - (qq dizaines de sec) ++ (mm) IRM anatomique Résonance magnétique - (qq min) +++ (<mm) IRM fonctionnelle Effet bold (couplage neurovasculaire) ++ (sec) ++ TEP Métabolisme glucosé neuronal - - (20 min) + (qq mm) TEMP Débit sanguin régional (couplage neurovasculaire) + (40 sec) + (qq mm) Etude multi-échelle de l’électrophysiologie cérébrale Echelle n (très grand) neurones n (petit) neurones 1 neurone 1canal ou n (petit) canaux Méthodes Patch-clamp -”cell attached” -”inside-out” -”outside-out” Patch-clamp -”whole cell” Intracellulaire Extracellulaire 1 -”Single unit” (PA) Extracellulaire 2 -”multi-unit” (PA) -Potentiel de champ local (synapses) Extracellulaire 3 -Electroencéphalographie -Magnétoencéphalographie EEG Historique Richard Caton, 1875 : activité électrique fluctuante à la surface du cortex cérébral des mammifères (lapin). « The electrical currents of the grey matter appear to have a relation to its function » (Brit Med J 1875) Adolph Beck, 1890 : EEG cortical du chien : les ondes électriques cérébrales α sont bloquées par les stimulations lumineuses (Centrabl Physiol 1890). Hans Berger, 1929 : activité EEG chez l’homme (Elektroenkephalogram), principaux rythmes α et β (Arch Psychiat Nervenkr 1929). L’EEG devient rapidement un outil diagnostic : vigilance, coma, épilepsie, tumeurs … 1ere PO : Berger 1931 John C. Eccles, 1951 : variation du potentiel électrique à la surface corticale // courants électriques générés dans le tissu cérébral par l’activité synaptique dans les dendrites des neurones pyramidaux corticaux (Electroenceph Clin Neurphysiol 1951) Base de l’électrogenèse : le cortex cérébral Histologie corticale I : moléculaire II : granulaire externe III : pyramidale externe IV : granulaire interne V : pyramidale interne VI : fusiforme polymorphe Cortex humain 27*109 Neurones 400*106 synapses / mm3 de cortex (Mountcastle, 1998) Histologie corticale : cellules pyramidale EEG : quel signal ? Signaux potentiellement enregistrables par une électrode corticale : potentiel d’action courants électriques produits par l’activité des connexions synaptiques courants électriques neuronaux intrinsèques (conductances induites par les variations du potentiel de membrane ou par des molécules intracellulaires). Cellule pyramidale : potentiel synaptique dendritique Extra dendrite + - + Extra soma + Intra Signal EEG : potentiel synaptique dendritique Signal EEG = champs électriques correspondant au dipôle électrique généré par la dépolarisation des synapses dendritiques des cellules pyramidales corticales Signal EEG = somme des potentiels synaptiques dendritiques synchronisés (les cellules pyramidales sont parallèles) Signal EEG : orientation du dipôle -++ Os Neurone cortical perpendiculaire à la surface dipôle radial participe ++ au signal Neurone cortical parallèle à la surface dipôle tangentiel participe peu au signal -- ++ Cortex Polarité du signal EEG : topographie du potentiel dendritique Polarité du signal EEG : type de potentiel dendritique Signal EEG : limites Faibles amplitudes des courants unitaires Potentiels de Neurones synchronisés Distance de l’électrode Enveloppes méningées, osseuses, cutanées Artéfacts de mouvements, muscles … EEG : réalisation pratique Electrodes appliquées sur le scalp Diminuer la résistance cutanée Système international 10/20 8-21 électrodes disséminées nomenclature / topographie précises Système 10/20 : électrodes Cz C3 C4 Fz F4 F3 F7 T3 Fpz T3 Fpz Fp2 Pz Fz Fp2 F7 FT9 T9 T3 F3 Fz F4 C3 Cz C4 T5 O1 Oz F8 FT10 T4 T10 F4 F8 C4 Cz T4 TP10 TP9 P3 Fpz Fp1 F7 C3 T4 FT10 FT9 Fp1 Cz F8 Fpz Fz F3 Fp2 Fp1 T5 P3 O1 Pz Oz P4 O2 T6 T6 O2 Oz P4 Pz EEG : types de montages Montage EEG : combinaison de couples d’électrodes. Montages bipolaires : les 2 électrodes sont actives (une positive / une négative) la différence de potentiel = somme algébrique des signaux recueillis sous chaque électrode active Montages référentiels : une des deux électrodes est active (pôle négatif), l’autre neutre (pôle positif) la différence de potentiel = valeur absolue du signal recueilli sous la seule électrode active Montages bipolaires Fpz Fp1 Fp1 Fp2 Fp2 Fpz FT9 F3 F7 T9 T3 TP9 T5 P 3 Fz Cz C3 O1 F4 F8 C4 P4 T6 Pz Oz T4 O2 LONGITUDINAL FT0 F7 FT9 T10 T9 TP10 TP9 T3 T5 Fz F4 C3 Cz C4 P3 Pz P4 O1 Oz O2 F3 F8 FT0 T4 T6 TRANSVERSE T10 TP10 Montages référentiels Fp1 Fp1 Fp2 Fpz F7 FT9 T9 TP9 T3 T5 Fpz Fz F4 C3 Cz C4 P3 Pz P4 O1 Oz O2 F3 Fp2 F8 FT0 T4 T6 Référence moyenne F7 FT9 T10 T9 TP10 TP9 T3 T5 Fz F4 C3 Cz C4 P3 Pz P4 O1 Oz O2 F3 F8 FT0 T4 T6 T10 TP10 Référence extracérébrale Montage : localisation de la source Dipôle radial Dipôle tangentiel Bases de l’EEG : vocabulaire (P Hazemann) Onde : tout changement transitoire de différence de potentiel dans l’EEG Activité : toute onde ou séquence d’onde Fréquence : nombre de cycles d’un rythme par seconde alpha : 8-13 Hz beta : 13-20 Hz theta : 4-7 Hz delta : < 4 Hz Activité de fond : activité plus ou moins généralisée et continue, en contraste avec les activités paroxystiques ou focalisées. Rythme : activité dont la période et la morphologie sont à peu près constantes. Artéfact : toute différence de potentiel extracérébrale enregistrée sur le tracé EEG Bouffée : groupe d’ondes d’apparition et de disparition brusque se distinguant nettement de l’activité de fond Complexe : séquence de 2 ou plusieurs ondes ayant une forme caractéristique ou se répétant de façon identique, distincte de l’activité de fond. Paroxysme : phénomène d’apparition brutale, de débuts et fins soudains, distincts de l’activité de fond. Foyer : région limitée du scalp ou est recueillie de façon unique ou prédominante une activité spécifique. Les rythmes EEG de l’adulte éveillé EEG de veille normal Rythme de fond alpha : activité de fréquence alpha, prédominant sur les régions postérieures, bilatérale et symétrique, bloquée par l’ouverture des yeux. Artéfacts Artéfacts musculaires Artéfacts oculaires Artéfacts ECG / de pulsation Rythme normaux de sommeil Veille stade 2 stade 4 C4-O2 C4-O1 EMG EOG stade 1 stade 3 sommeil paradoxal Rythme normaux de sommeil stade 2 Rythme normaux de sommeil stade 2 Rythme normaux de sommeil stade 2 EEG : activation par l’hyperpnée EEG : entraînement par la stimulation lumineuse intermittente Activités épileptiques : les paroxysmes a : pointe (20-70 ms) b : poly-pointe c,d : pointe-onde e : polypointe-onde f : onde à front raide (70-200 ms) EEG : crise épileptique généralisée d’absence Décharges de PO rythmiques à 3 Hz bilatérales, symétriques et synchrones EEG : crise d’épilepsie partielle frontale gauche Merci
