Imagerie Optique - Master Physique

Imagerie Optique
imagerie fonctionnelle extrinsèque et
intrinsèque du cortex cerebral
Ivo VANZETTA
(Equipe DyVA, INCM-CNRS UMR 6193,
Université de la Méditerranée, Marseille)

Prémisse
Sensory
input
Information
processing
Behavioral
output
100µm
Single (few) neurons:
Micro-electrodes
FUNCTIONAL BRAIN IMAGING
fMRI
Optical Imaging
Visual Stimulus Eye Movements (OFR)
1mm 1cm
1 Cortical Column:
~10 neurons !
5
2mm
Neuronal Population activity:
- indirectly metabolic signals (OIIS, fMRI)
- directly (VSDI)

Prémisse (“verbose”)
L’ élaboration de l’information par les cerveau (« un ensemble de
réseaux neuronaux ») repose sur de l’activité électrique: des
changements de l’êtat de polarisation de la membrane cellulaire,
du à des flux ioniques (canaux ioniques membranaires).
Ces flux ioniques reposent sur des processus physiologiques,
notamment métaboliques.
Les différents changements physiques qui en résultent peuvent
être mis en évidence par voie optique, résultants en signaux
lumineux liées à la fonction/fonctionnalité de la structure examinée.
Techniques - imagerie neuronale directe et indirecte : fluorescence
voltage-sensitive, imagerie métabolique/hémodynamique.
Les différents signaux optiques donnent accès à des informations
différents.
Applications: imagerie fonctionnelle et biomédicale: cortex et oeil.

«!Activité neuronale!»
Activité neuronale: plusieurs aspects
Changement du potential
de membrane
Potentials d’Action
Liberation et (re-)absorption
des neuro-transmetteurs
Changement de la concentration
intracellulaire de Ca++
Re-establissement des equilibres
ioniques, pompes…
Correspondent à différents aspects d’élaboration de l’ information:
Input, output, « local processing », modulation…
COMMENT PEUT-ON LES VISUALISER?

Imagerie “directe” de
l’activité neuronale par
voie optique