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Développement d’un logiciel pédagogique d’utilisation des données de neuro-imagerie
F. Tilquin, Y. Vilain & G. Molinatti, Erté Acces, INRP, Festice, Avignon, Mai 2004
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L’IRM fonctionnelle
• Principe de construction des images cérébrales Kwong & al. 1994
D’après Brett & al. 2002
• Lire et interpréter une image cérébrale
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L’IRM fonctionnelle
• La variabilité interindividuelle
Images anatomiques MRIcro - fMRI DATA CENTERImages anatomiques MRIcro - fMRI DATA CENTER
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Développement d’un logiciel pédagogique d’utilisation des images cérébrales
• Objectifs méthodologiques– Apprendre à se repérer dans les différents plans de coupeLogiciel Sylvius, Purves, 2000
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Développement d’un logiciel pédagogique d’utilisation des images cérébrales
• Objectifs méthodologiques
• Comprendre et construire des protocoles expérimentaux pour répondre à un problème scientifique
• Construire une image cérébrale fonctionnelle en sélectionnant, dans une banque de données, des images brutes obtenues :
• Pour différents sujets• Dans des conditions expérimentales différentes• Selon des plans de coupe différents
• Envisager un traitement statistique extrêmement simple de ces images• Moyenner des images par superposition (nécessaire car S/B faible)• Réaliser des images de soustraction
(condition ON/OFF)• Faire varier le seuillage, le codage en fausses couleurs• Envisager les contraintes d ’étude intra et interindividuelles
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Développement d’un logiciel pédagogique d’utilisation des images cérébrales
Anatomienormalisée
Image fonctionnelle
Données d’acquisition
Moyenneséquence
Test T
Anatomie nonnormalisée
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Développement d’un logiciel pédagogique d’utilisation des images cérébrales
• Exemple d’utilisation
• Somatotopie :
• Banque de données correspondant à l’activation motrice du pied, du coude, de l’auriculaire, de l’index et du pouce droits ainsi que de la langue (visualisation des réponses somesthésiques liées aux réafférences sensorielles)
..\Grégoire\INRP\Imagerie Cérébrale\fMRIDataCenter\MRIcro\mricro.exe
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Développement d’un logiciel pédagogique d’utilisation des images cérébrales
Langue
CoudePied Auriculaire
PouceIndex
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Développement d’un logiciel pédagogique d’utilisation des images cérébrales
• Objectifs de connaissance
• Spécialisation fonctionnelle de certaines aires cérébrales et activation coordonnée de différentes aires cérébrales
• Organisation anatomo-fonctionnelle des aires sensorielles et motrices primaires : somatotopie, rétinotopie (sélection d’une région d’intérêt)
• Variabilité interindividuelle à la fois sur le plan anatomique et fonctionnel
• Plasticité anatomique et fonctionnelle
avant la greffe
6 mois après
recouvrement
Activation de lamain droite main gauche
Réorganisation du cortex cérébral après amputation et greffe des deux mains Angela Sirigu, Institut des sciences cognitives (Bron)
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Développement d’un logiciel pédagogique d’utilisation des images cérébrales
• Contraintes matérielles– Concernant la constitution d’une banque de données
• Images anatomiques et fonctionnelles (3 sujets) dans les 3 plans de coupe• Images déjà fortement traitées (filtre de lissage spatial et normalisation anatomique)• Homogénéité de format (Dicom, norme médicale), SPM, en général, 2 fichier, l’un contenant
l’image proprement dite (.img), l’autre les données associées (résolution, orientation… en .hdr). Banque homogène et évolutive
• Contraintes de mémoire des ordinateurs utilisés en environnement scolaire
– Concernant l’adaptation d’un logiciel préexistant• MRIcro (Université de Nottingham, UK), Pascal• SPM99, matlab
• L’ergonomie du logiciel et…la quantité de travail est ainsi conditionnée par
– Le format des images et données qui les accompagnent– Les critères de recherche des images dans la base– Le temps d’utilisation du logiciel– Le niveau mathématique moyen des utilisateurs pour
• Le type de traitements informatiques envisageables• Le type de traitements statistiques envisageables
– L’intégration éventuelle dans les programmes présents ou futurs– Les manips envisageables en TP qui permettent de poser les problèmes et qui
justifient l’utilisation du logiciel
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• Perspectives et calendrier :– Constitution d’une base de données minimale : Mai 2004– Première version (programmation, adaptation d’un logiciel préexistant) : 2004-2005– Phase de pré-test pour évaluation par des élèves : 2005-2006
• Référents scientifiques :– Jean Luc Anton, Ingénieur de recherche, Centre IRMf, CHU Timone, MARSEILLE
– Segebarth Christoph, Directeur de Recherche, INSERM U 594- Université Joseph
Fourier (UJF), Neuroimagerie Fonctionnelle et Métabolique, GRENOBLE
– Michel Dojat, Ingénieur de recherche, INSERM U 594- Université Joseph
Fourier (UJF), Neuroimagerie Fonctionnelle et Métabolique, GRENOBLE
• Contacts :– Yannick Vilain, Lycée Vauvenargues, AIX EN PROVENCE : [email protected]
– François Tilquin, Lycée Marie Curie, ECHIROLLES : [email protected]
– Grégoire Molinatti, Lycée Vauvenargues, AIX EN PROVENCE : [email protected]
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