Kick-off meeting Vendredi 8 fevrier 2007 X. Pennec ARC BrainVar - 7 fevrier 2007

Ordre du jour 14h00 – 14h15 Présentation de l’ARC [Xavier] 14h15 – 15h30 Présentation des équipes (compétences, objectifs, 10mn) Asclepios LNAO Neurospin Neurospin INRIA Futur MMiXT, LENA, CHUPS Visages LSIS, LXAO CMLA (+Paris 6) 15h30 – 16h00 Objectifs communs pour 2007, pour 2008 et au delà 16h00 – 16h30 Organisation du projet Sujet Post-doc Reunions suivantes X. Pennec ARC BrainVar - 7 fevrier 2007

BrainVar: Etude et modélisation de la variabilité anatomique du cerveau humain Buts et applications Anatomie représentative et variabilité normal Modéliser le développement au cours du temps (croissance) Détection et classer les pathologies a partir des déviations structurales Des modèles génériques (atlas) au modèles spécifiques (patient) Normalisation des études fonctionelles de groupe Problématique au coeur de la recherche actuelle Computational Anatomy, an emerging discipline, P. Thompson & M. Miller École d’été + numéro spécial NeuroImage 2004 Mathematical Foundations of Computational Anatomy (MFCA’06), MICCAI workshop (X. Pennec and S. Joshi) ARC BrainVar (2007-2008), Asclepios, Visages, INRIA + CEA Neurospin, Pitié-Salpêtrière, ENS Cachan, LXAO Marseilles. X. Pennec ARC BrainVar - 7 fevrier 2007

BrainVar: Etude et modélisation de la variabilité anatomique du cerveau humain Hiérarchie de variétés anatomiques (modèles structurels) Amers [0D] : CA, CP (Talairach) Courbes [1D] : lignes de crête, sillons corticaux [P. Fillard] Surfaces [2D] : cortex, rubans corticaux, parcellisation du manteau cortical Volumes: Images (VBM) Imagerie de diffusion, faisceaux de fibres Transformations : rigide, multi-affine, difféomorphismes [TBM, V. Arsigny] X. Pennec ARC BrainVar - 7 fevrier 2007

Problèmes et questions Inférence des modèles (segmentation) Problèmes d’analyse d’image (e.g croissance) Identification (labelisation) Mise en correspondance Des modèles et intra-modèle (e.g. entre lignes) Sur la surface corticale vs dans le volume entier Calcul statistique et algorithmique sur les variétés Variétés de diemension finies et infinie Métrique a utiliser ? X. Pennec ARC BrainVar - 7 fevrier 2007

Problèmes et questions Variabilité anatomique et fonctionelle Modèles structurels de l’activité fonctionnelle Marqueurs fonctionnels Méthodologie d’analyse similaire a l’anatomique Analyse causale de la variabilité Modèle descriptif (bifurcations dans la trajectoire du développement) Modèles génératifs incluant des informations image et génétique Lien entre localisation fonctionelle & connectivité anatomique Définition fine des faisceaux de fibre [lien avec ARC DMRI] Statistiques sur les faisceaux de fibres E.g. homéomorphisme entre architecture et zones topiques? X. Pennec ARC BrainVar - 7 fevrier 2007

Objectifs Constat: un problème très complexe Nombreuses méthodes et données adressant des aspects particuliers Données très disparates Méthodes non comparables Très grand nombre de degrés de liberté : Les hypothèses implicites conditionnent en partie les résultats Objectifs : faire murir les enjeux et identifier les verroux Comparer les resultats de variabilité [collaborations bi/tri-partites 2007] Méthodes différentes, mêmes données Mêmes méthodes, données différentes Méthodes pour fusionner les résultats Fédérer les efforts méthodologiques et expérimentaux [Post doc 2008] Outils algorithmiques Bases d’évaluation Projet ANR / Européen (FET) [2009++] ? X. Pennec ARC BrainVar - 7 fevrier 2007

Organisation de l’ARC Budget: 15000 euros pour les missions par an (2007+2008) Un post-doc INRIA pour 2008 (a recruter en 2007) Reunions scientifiques a thèmes Recenser les methodes et les données Identifier les collaborations efficaces Lien avec l’ARC DMRI (INRIA (ODYSSEE), Inserm U678 UPMC, Centre de recherche RMN CHUPS) Aim #1: mathematical tractography for high resolution diffusion MRI Aim #2: 3D atlas of striatal territories Aim #3: New statistical methods to quantify diffusion. Collaborations Thèmes ? Sous-groupes ? Workshop ? X. Pennec ARC BrainVar - 7 fevrier 2007

Axes de recherche : Une chaîne de traitement a plusieurs niveaux Méthodes statistiques de mesure et d’analyse Extraction des primitives Statistiques sur ces objets Modélisation [descriptive -> générative] Variabilité anatomo-fonctionelle Croissance Correlation avec facteurs genetiques / cliniques Utilisation (normalisation spatiale / Personnalisation) Algorithmes de mise en correspondance Recalage non rigide / surfacique / autres prenant en compte la variabilité Sur la transformation / des sources de données X. Pennec ARC BrainVar - 7 fevrier 2007

Prochaines reunions Mardi 3 avril au CEA Saclay Recalage et variabilite des lignes et surfaces sulcales Pierre Fillard: variabilite a partir des lignes sulcales Stanley Durrleman: comparaison avec les methodes de diffeos 3D sur les memes lignes. Olivier Coulon: matching de lignes sur la surface corticale Guillaume Auzias: titre a prevoir Joan Glaunès: Matching de courants de courbes et surfaces Christian: Statistiques sur les rubans corticaux (thèse Isabelle Corouge) Discussion sur comment adapter ces techniques aux faisceaux de fibres Tour de table sur les outils logiciels utilises. Mardi 5 juin DTI a sophia : DTI (en collaboration avec DMRI?) ODJ a définir X. Pennec ARC BrainVar - 7 fevrier 2007