Signaux bioélectriques et problèmes inverses en imagerie fonctionnelle cérébrale

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Le milieu médical bénéficie aujourd'hui d'une grande variété d'imageurs qui permettent d'explorer et de visualiser, parfois de façon non invasive, l'anatomie et le fonctionnement des organes du corps humain. Dans le cas des neurosciences, la visualisation du cerveau 'en action' fournit des informations précieuses pour les neuro-cliniciens : la planification d'une chirurgie cérébrale, le suivi post-opératoire ou post-traumatique de la récupération des fonctions cérébrales, la prédiction de dysfonctionnements (les crises épileptiques) ou encore la connaissance des mécanismes d'apprentissage. Ainsi, la mesure des signaux, en particulier les signaux électromagnétiques générés par l'activité cérébrale, donne une image fonctionnelle permettant de réaliser des interventions mieux contrôlées et de mener des recherches plus systématiques. La production rapide d'une image fiable et précise de cette activité pose, toutefois, des défis considérables. De nature électrique, l'activité cérébrale se manifeste au sein d'un réseau complexe, constitué de quelques 100 milliards de cellules nerveuses qui ont la capacité de réaliser, chacune, jusqu'à quelques 10,000 connexions. Le programme de recherche proposé vise le développement et l'implémentation d'outils pour le traitement numérique des signaux mesurés, à l'extérieur du crâne, avec différents type d'imageurs dans le but d'obtenir la meilleure description spatio-temporelle des sources de l'activité cérébrale. Développés de concert avec les experts en neuroscience qui disposent des systèmes d'imagerie parmi les plus avancés et évalués sur des données cliniques bien documentées, les méthodologies et les outils proposés ici font appel aux techniques les plus récentes dans le domaine du traitement de l'information et des systèmes complexes. L'objectif de cette recherche est la mise au point de techniques valides et faciles d'usage pour assister les neuro-cliniciens dans leurs interventions cliniques ou dans leur travaux de recherche sur les dysfonctionnements cérébraux tels que l'épilepsie et l'Alzheimer.