Bases physiques de la scintigraphie et de la tomographie à

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Conférence inaugurale du Printemps des Sciences
Conférence introductive du Printemps des Sciences 2015
Le mercredi 11 février 2015
(accueil à partir de 13h30)
Institut de Zoologie,
Cet après-midi sera composé de deux exposés où il sera question de Lumière et de Santé.
Bases physiques de la scintigraphie et de la tomographie à émissions de
positions
par Maryse Hoebeke (Physicienne à l'ULg)
Les applications de la physique dans le cadre de l'instrumentation médicale sont spectaculaires. Quel
chemin parcouru depuis l'invention du stéthoscope par Laennec en 1819 et la découverte des rayons
X par Roetgen en 1895 ! Radiographie, scintigraphie, tomographie, échographie, thermographie et, plus
récemment encore, l'imagerie de résonance nucléaire et la tomographie à émission de positons ont
révolutionné les possibilités diagnostiques.
Le but de cet exposé est d'introduire de façon simple les concepts de physique qui sous-tendent la
scintigraphie et la tomographie à émission de positons. Le principe de l'imagerie nucléaire consiste à
administrer au patient une molécule qui contient un noyau radioactif. En imagerie, ces isotopes radioactifs
sont appelés des marqueurs. Dans de nombreux cas, les marqueurs vont devoir être préalablement
incorporés par voie chimique dans des molécules
susceptibles de se localiser préférentiellement au niveau d'un organe particulier ou de cellules cibles.
Ces molécules spécifiques sont appelées les traceurs. Dans un nombre limité de cas, le marqueur est
directement le traceur. La scintigraphie repose sur la détection d'un photon directement émis par le noyau
radioactif. La tomographie par émission de positons procède par la détection de deux photons issus
de la disparition d'une antiparticule, le positon émis par le noyau radioactif. L'imagerie nucléaire tire son
originalité et sa puissance de diagnostic de son caractère fonctionnel. Elle permet d'identifier les structures
pathologiques sur base de leur différence fonctionnelle.
La Lumière ne sert pas qu'à voir ! Effet de la lumière sur les fonctions
cognitives non-visuelles
par Gilles Vandewalle (Biologiste à l'ULg)
Tout comme l'oreille, l'oeil a une fonction double. Il permet de voir, mais transmet aussi l'information
lumineuse pour
réguler diverses fonctions dites « nonvisuelles ».
La lumière est ainsi le principal synchronisateur de l'horloge biologique, mais elle constitue également un
«signal éveillant » qui augmente la vigilance, affecte le sommeil et régule les performances cognitives à

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de multiples tâches. Ces effets non-visuels sont mis en place via la rétine et très probablement grâce à un
système de photo-réception (découvert il y a moins de 15 ans) qui est plus sensible au bleu et qui se base
sur la mélanopsine comme
photopigment.
Dans une série d'étude en IRMf, nous avons étudié l'impact stimulant de la lumière sur les fonctions
cognitives cérébrales. Nos résultats montrent que la lumière affecte d'abord l'activité de régions sous-
corticales impliquées dans la régulation de l'éveil et de la cognition, dans le thalamus, le tronc cérébral et
l'hypothalamus, avant de moduler l'activité de régions corticales impliquées dans le processus cognitif en
cours, et ensuite le comportement. Nos données démontrent que la lumière et sa composition spectrale
régulent l'activité cérébrale nécessaire à la réalisation de tâches mettant en jeu la mémoire de travail,
l'attention et les émotions. Nos données ont par ailleurs montré que l'impact de la lumière change avec le
moment de la journée, le manque de sommeil, l'âge, et le génotype ainsi qu'avec le statut psychiatrique
(chez des patients souffrant de dépression saisonnière). Toutes nos recherches montrent que la lumière
bleue est plus efficace pour stimuler l'activité cérébrale et nos dernières études, chez des personnes
totalement aveugles ainsi que sur la « mémoire photique » chez des personnes voyantes, pointe vers
la mélanopsine comme médiateur principal des effets non-visuels de la lumière sur l'activité cognitive
cérébrale. Nos résultats plaident pour une considération de la mélanopsine et des effets nonvisuels de la
lumière sur la cognition, et sur l'éveil et le sommeil en général, lors de la mise au point d'environnement et
de traitements lumineux.
Informations et réservation :
Réjouisciences (ULg) :
[email protected] - www.sciences.ulg.ac.be