MEG

La brochure de démarrage : meginfos.pdf

Principe de fonctionnement

L’activité électrique du cerveau produit de très faibles champs magnétiques (10 milliards de fois plus faibles que le champ magnétique terrestre) et des champs électriques. La MEG (MagnétoEncéphaloGraphie) permet le recueil non-invasif des champs magnétiques d’origine cérébrale à la surface du scalp.
– Elle est utilisée pour étudier les fonctionnements normaux ou anormaux du cerveau avec une résolution temporelle de l’ordre de la milliseconde.
– La MEG est complètement non-invasive, le sujet n’est soumis à aucun rayonnement ionisant ou électromagnétique.
– Il n’y pas de contre-indication particulière. Les prothèses métalliques ou des équipements électroniques (comme un stimulateur cardiaque) peuvent néanmoins perturber le capteur MEG.

 

La machine

Grâce au soutien financier du groupement IBISA , du NERF , du CRICM, de l’ANR et de la Fondation d’Imagerie Biomédicale (CIIB/UPMC), le centre renouvelle son Magnétoencéphalographe.
Il s’agit du système Elekta Neuromag TRIUX (306 capteurs) dont l’installation a eu lieu en décembre 2010 et janvier 2011. Ce système comporte entre autres progrès des magnétomètres, plus sensibles aux activités profondes que les gradiomètres de notre ancien système CTF.

 

Un peu de technique

L’enregistrement des champs magnétiques créés par les neurones nécessite l’emploi de capteurs spéciaux appelés SQUIDs (Superconducting Quantum Interference Device). Le champ magnétique cérébral est environ un milliard de fois plus faible que le champ terrestre et le bruit magnétique urbain. Le capteur est construit autour de 306 SQUIDs disposés autour de la tête du sujet.
Ce système supraconducteur basé sur l’utilisation d’une boucle supra-conductrice interrompue par des jonctions Josephson permet la mesure de variations extrêmement faibles du champ magnétique traversant la boucle.
Ces SQUIDs sont plongés dans l’hélium liquide à -269 °C pour maintenir leur état supraconducteur et un très faible niveau de bruit électronique.

Les 306 capteurs sont répartis sur 102 sites, chaque site comportant un magnétomètre et deux gradiomètres orthogonaux. Le magnétomètre, composé d’une seule boucle supraconductrice, mesure les champs magnétiques proches et lointains, permettant donc de mieux « voir » les structures profondes du cerveau, mais très sensible aux perturbations environnementales (métro, voitures, ascenseurs, …).

Les gradiomètres sont composés de deux boucles placées côte à côte et montées en opposition, ce qui annule l’effet des champs d’origine lointaine vus également par les deux boucles. Ils voient donc seulement les champs de sources proches, dont la variation spatiale (gradient) est importante.

Par ailleurs une méthode originale de modélisation du champ magnétique par harmoniques sphériques permet à la fois de séparer efficacement les signaux d’origine proche et ceux d’origine lointaine (Signal Space Separation ou SSS), et de corriger les mouvements éventuels de la tête du sujet,  dont la position est mesurée en permanence pendant l’acquisition.

 

Enregistrements MEG-EEG simultanés

Il est possible d’enregistrer de 64 à 128 canaux EEG synchronisés avec l’acquisition MEG, ainsi que 8 canaux différentiels EOG/EMG. Les données MEG et EEG sont stockées conjointement dans les mêmes fichiers. La numérisation de la position des électrodes est possible grâce à un système FastTrack Polhemus.
D’autre part 16 canaux analogiques A/D ou D/A sont disponibles pour l’utilisateur. Enfin 32 entrées/sorties trigger permettent de synchroniser l’acquisition et des équipements externes.

 

Stimulation du sujet

Un ensemble complet de stimulation permet l’exploration des modalités cognitives visuelle, auditive et sensorielle:

– Stimulation visuelle par vidéoprojecteur professionnel hautes performances et écran diffusant.
– Stimulation auditive par amplificateur/table de mixage professionnel.
– Stimulation électrique 6 voies (Grass) ou 2 voies (Digitimer)

Logiciels: EPrime, Presentation, Matlab, PsychToolbox, Cogent, Omnistim

Un système ultra rapide (1000 Hz) de suivi des mouvements oculaires est disponible en routine.

 

Analyse

La bonne résolution spatiale et l’excellente résolution temporelle de la MEG impliquent un contenu informatif extrêmement riche, nécessitant pour être analysé un panel important de logiciels de traitement.

Le Centre met à disposition de ses utilisateurs une grande capacité de stockage (40 Terabytes) et de calcul (environ 200 processeurs).

Et de nombreux logiciels:

– Prétraitements, visualisation: dataHandler, muse, compute (développés par le Centre)
– Logiciels développés par le Centre: fastTF (analyse temps-fréquence) fastStat (statistiques par permutations), ANOVA avec accès direct aux données
– Logiciels extérieurs: Matlab, Brainstorm, fieldTrip, EEGLab, MNE, BrainVisa (partiellement développé localement).