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

L’IRM fonctionnelle Principe de construction des images cérébrales Kwong & al. 1994 D’après Brett & al. 2002 Lire et interpréter une image cérébrale

L’IRM fonctionnelle La variabilité interindividuelle Images anatomiques MRIcro - fMRI DATA CENTER

Développement d’un logiciel pédagogique d’utilisation des images cérébrales Objectifs méthodologiques Apprendre à se repérer dans les différents plans de coupe Logiciel Sylvius, Purves, 2000

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

Développement d’un logiciel pédagogique d’utilisation des images cérébrales Anatomie normalisée Image fonctionnelle Données d’ acquisition Moyenne séquence Test T Anatomie non

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

Développement d’un logiciel pédagogique d’utilisation des images cérébrales Langue Coude Pied Auriculaire Pouce Index

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 Réorganisation du cortex cérébral après amputation et greffe des deux mains Angela Sirigu, Institut des sciences cognitives (Bron) n avant la greffe n 6 mois après n recouvrement Activation de la main droite main gauche

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

Développement d’un logiciel pédagogique d’utilisation des images cérébrales 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 : yvilain@yahoo.fr François Tilquin, Lycée Marie Curie, ECHIROLLES : francois.tilquin@ac-grenoble.fr Grégoire Molinatti, Lycée Vauvenargues, AIX EN PROVENCE : molinatti@inmed.univ-mrs.fr