L'un de nos objectifs de recherche actuels est de comparer et de combiner deux modalités d'imagerie non invasives prometteuses pour mieux identifier les zones cérébrales où les pics interictaux sont générés :
Les Techniques de localisation de la source EEG, permettant d'estimer une densité de courant d'activité cérébrale le long de la surface corticale à chaque échantillon de temps du pic
Les Acquisitions simultanées EEG/imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf), comme technique par laquelle les corrélats hémodynamiques de l'activité EEG peuvent être trouvés.
La comparaison des résultats de ces modalités d'imagerie est un enjeu clé pour les raisons suivantes :
Différentes origines physiologiques des signaux mesurés : courant neuronal vs réponse hémodynamique
Complémentarité des résolutions spatiales et temporelles : 1ms et 1cm pour la localisation de la source EEG, 1s et 5mm pour l'EEG/IRMf simultané)
Inconvénients de chaque méthode de traitement : non-unicité du problème de localisation de la source EEG sauf si l'on ajoute des informations préalables et sensibilité de détection allant de 50 à 60% dans l'analyse EEG/IRMf.
Afin de fournir une analyse multimodale complète, tous ces résultats peuvent ensuite être superposés à une IRM anatomique haute résolution, permettant une identification précise des structures anatomiques impliquées lors de la génération des pics. Les résultats peuvent être considérés soit comme concordants, ce qui amènera plus de confiance à les accepter, soit complémentaires, ce qui pourra alors mettre en évidence un réseau de structures anatomiques impliquées dans la génération des pics. Cependant, une telle comparaison est une tâche difficile. En effet, les méthodes de localisation de sources EEG fournissent une carte spatio-temporelle de la densité de courant sur la surface corticale, alors que l'analyse EEG/IRMf fournit une carte statistique de l'activation. Notre objectif est de développer une méthodologie dédiée à une telle comparaison ou fusion dans le contexte clinique de l'épilepsie, puisqu'aucune n'est disponible à l'heure actuelle. Une attention particulière doit être portée aux points suivants :
oUne comparaison EEG/IRMf appropriée nécessite que les deux données soient estimées sur le même support spatial, c'est-à-dire la surface corticale : voir Makni S., Grova C. et al. Actes de la conférence HBM, Toronto, 2005
oLa nature mal posée du problème inverse de l'EEG doit être prise en compte dans une telle comparaison : voir Daunizeau J., Grova C. et al IEEE Signal Processing, octobre 2005, où nous avons proposé une méthode pour tester si une partie spécifique des informations IRMf peut être pertinente ou non pour contraindre le problème inverse de l'EEG.
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Analyse multimodale des pics interictaux : comparaison visuelle de la localisation de la source EEG et de la réponse IRMf. (a) Un pic moyen calculé à partir d'un EEG acquis sur 43 canaux hors du scanner, deux ondes du premier pic du pic (t1 et t2) ont été sélectionnées visuellement ici. (b) Localisation de la source EEG à l'aide de l'approche MEM, c'est-à-dire la densité de courant estimée à t1 et t2 sur la surface corticale segmentée à partir de l'IRM anatomique du patient. (c) Activation négative IRMf obtenue à partir de l'analyse des pics interictaux similaires à (a) (t-map seuillée, t<-3) superposés à l'IRM anatomique du patient. (d) Interpolation des résultats IRMf sur la surface corticale à des fins de comparaison. Les potentiels du cuir chevelu et la localisation de la source EEG (b) ont montré une propagation du pic entre t1 et t2 du lobe occipital droit au lobe occipital gauche. Ces résultats concordaient avec l'activation négative bilatérale trouvée dans les lobes occipitaux à l'aide des données IRMf (c). Alors que la comparaison visuelle entre (b) et (c) donne une idée générale d'une bonne concordance entre l'EEG et l'IRMf, l'interpolation des données IRMf sur la surface corticale (d) est une étape nécessaire pour fournir une mesure quantitative de cette concordance ou pour utiliser l'IRMf comme contrainte dans le problème de localisation de la source EEG pour tester la fiabilité de cette concordance. |
Nous utiliserons également les données des enregistrements EEG intracrâniens réalisés chez certains patients épileptiques (~15 patients/an) pour valider nos résultats. Ces approches innovantes permettront une localisation plus précise des générateurs de pics et une meilleure compréhension des mécanismes impliqués lors des picsike génération et propagation.
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Résultats de la SEEG, qui représente le « gold standard » de la localisation EEG. Les points rouges étaient impliqués dans des événements interictaux. L'activation bilatérale permet de valider les résultats de notre analyse multimodale. |