Magnétoencéphalographie

le Magnétoencéphalographie étudie l'activité magnétique du cerveau. Avec d'autres méthodes, il est utilisé pour modéliser les fonctions cérébrales. Cette technique est principalement utilisée en recherche et pour planifier des interventions neurochirurgicales difficiles sur le cerveau.

Qu'est-ce que la magnétoencéphalographie?

Magnétoencéphalographie, également appelée MEG est une méthode d'examen qui détermine l'activité magnétique du cerveau. La mesure est effectuée par des capteurs externes, appelés SQUID. Les SQUID fonctionnent sur la base de bobines supraconductrices et peuvent enregistrer les plus petits changements du champ magnétique. Le supraconducteur nécessite une température quasiment nulle.

Ce refroidissement ne peut être réalisé qu'avec de l'hélium liquide. Les magnétoencéphalographes sont des appareils très coûteux, d'autant plus qu'il faut environ 400 litres d'hélium liquide pour fonctionner chaque mois. Le principal domaine d'application de cette technologie est la recherche. Les thèmes de recherche sont, par exemple, la clarification de la synchronisation de différentes zones cérébrales lors de séquences de mouvements ou l'élucidation du développement d'un tremblement. La magnétoencéphalographie est également utilisée pour identifier la zone du cerveau responsable d'une épilepsie existante.

Fonction, effet et objectifs

La magnétoencéphalographie est utilisée pour mesurer les petits changements du champ magnétique générés lors de l'activité neuronale du cerveau. Les courants électriques sont stimulés dans les cellules nerveuses lorsque le stimulus est transmis.

Chaque courant électrique crée un champ magnétique. L'activité différente des cellules nerveuses crée un modèle d'activité. Il existe des modèles d'activité typiques qui caractérisent la fonction de zones cérébrales individuelles dans différentes activités. En présence de maladies, cependant, des schémas divergents peuvent survenir. En magnétoencéphalographie, ces écarts sont détectés par de légères modifications du champ magnétique.

Les signaux magnétiques du cerveau génèrent des tensions électriques dans les bobines du magnétoencéphalographe, qui sont enregistrées comme données de mesure. Les signaux magnétiques dans le cerveau sont extrêmement petits par rapport aux champs magnétiques externes. Ils sont de l'ordre de quelques femtotesla. Le champ magnétique terrestre est déjà 100 millions de fois plus fort que les champs générés par les ondes cérébrales.

Cela montre les défis du magnétoencéphalographe pour les protéger des champs magnétiques externes. En règle générale, le magnétoencéphalographe est donc installé dans une cabine à blindage électromagnétique. Là, l'influence des champs basse fréquence de divers objets électriques est atténuée. De plus, cette chambre de blindage protège contre les rayonnements électromagnétiques.

Le principe physique du blindage repose également sur le fait que les champs magnétiques externes ne sont pas aussi dépendants de l'emplacement que les champs magnétiques générés par le cerveau. L'intensité des signaux magnétiques du cerveau diminue de façon quadratique avec la distance. Les champs qui dépendent moins de l'emplacement peuvent être supprimés par le système de bobine du magnétoencéphalographe. Cela s'applique également aux signaux magnétiques des battements cardiaques. Bien que le champ magnétique terrestre soit relativement fort, il n'interfère pas avec la mesure.

Cela tient au fait qu'il est très constant. Ce n'est que lorsque le magnétoencéphalographe est exposé à de fortes vibrations mécaniques que l'influence du champ magnétique terrestre est perceptible. Un magnétoencéphalographe est capable d'enregistrer sans délai l'activité totale du cerveau. Les encéphalographes magnétiques modernes contiennent jusqu'à 300 capteurs.

Ils ont une apparence de casque et sont placés sur la tête pour la mesure. Dans les magnétoencéphalographes, une distinction est faite entre les magnétomètres et les gradiomètres. Alors que les magnétomètres ont une bobine de détection, les gradiomètres contiennent deux bobines de détection à une distance de 1,5 à 8 cm. Comme la chambre de blindage, les deux bobines ont pour effet que les champs magnétiques avec peu de dépendance spatiale sont supprimés avant même la mesure.

Il existe déjà de nouveaux développements dans le domaine des capteurs. Ainsi, des mini-capteurs ont été développés qui fonctionnent également à température ambiante et peuvent mesurer des intensités de champ magnétique allant jusqu'à un picotesla. Les avantages importants de la magnétoencéphalographie sont sa haute résolution temporelle et spatiale. La résolution temporelle est meilleure qu'une milliseconde. D'autres avantages de la magnétoencéphalographie par rapport à l'EEG (électroencéphalographie) sont sa facilité d'utilisation et sa modélisation numériquement plus simple.

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Risques, effets secondaires et dangers

Aucun problème de santé n'est à prévoir lors de l'utilisation de la magnétoencéphalographie. La procédure peut être utilisée sans risque. Cependant, il convient de noter que les parties métalliques sur le corps ou les tatouages ​​avec des pigments de couleur contenant du métal peuvent influencer les résultats de la mesure pendant la mesure.

En plus de certains avantages par rapport à l'EEG (électroencéphalographie) et d'autres méthodes d'examen des fonctions cérébrales, il présente également des inconvénients. La résolution temporelle et spatiale élevée s'avère clairement un avantage. C'est aussi un examen neurologique non invasif. Le principal inconvénient, cependant, est l'ambiguïté du problème inverse. Avec le problème inverse, le résultat est connu. Cependant, la cause qui a conduit à ce résultat est en grande partie inconnue.

En ce qui concerne la magnétoencéphalographie, ce fait signifie que l'activité mesurée des zones cérébrales ne peut pas être clairement attribuée à une fonction ou un trouble. Une affectation réussie n'est possible que si le modèle précédemment élaboré s'applique.Une modélisation correcte des fonctions cérébrales individuelles ne peut être obtenue qu'en couplant la magnétoencéphalographie avec les autres méthodes d'examen fonctionnel.

Ces méthodes métaboliquement fonctionnelles sont l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf), la spectroscopie dans le proche infrarouge (NIRS), la tomographie par émission de positons (TEP) ou la tomographie par émission d'un seul photon (SPECT). Ce sont des méthodes d'imagerie ou de spectroscopie. La combinaison de leurs résultats conduit à une compréhension des processus qui se déroulent dans les différentes zones du cerveau. Un autre inconvénient du MEG est le facteur de coût élevé du procédé. Ces coûts résultent de la nécessité d'utiliser de grandes quantités d'hélium liquide en magnétoencéphalographie pour maintenir la supraconductivité.