E.1.d. L’Imagerie par Résonance Magnétique fonctionnelle

La dernière grande technique d’imagerie est l’Imagerie Par Résonance Magnétique fonctionnelle (IRMf), apparue en 1990, qui constitue aujourd’hui la méthode de prédilection pour les études de localisation, grâce à différentes spécificités : Contrairement à la TEP, cette méthode d’investigation clinique est non invasive. Sa résolution spatiale est identique à celle de la TEP, mais sa résolution temporelle, bien que toujours faible, est meilleure que celle de la TEP. Ceci permet l’utilisation de paradigmes classiques de type ‘block’ initialement développés en TEP, mais aussi de paradigmes ‘événementiels’, inexploitables en TEP en raison d’une trop mauvaise résolution temporelle. Un autre avantage de cette technique pour son utilisation en recherche est que la superposition des images anatomiques et fonctionnelles est facilement réalisable, alors que la technique de la TEP nécessite la superposition des images fonctionnelles acquises à des images anatomiques réalisées parallèlement en IRM.

La technique de l’IRMf exploite les variations du débit sanguin au travers des changements dans l’oxygénation du sang. Tout d’abord, l’oxyhémoglobine (HbO2) – hémoglobine chargée en oxygène pour son transport dans le sang – est une molécule diamagnétique (c'est-à-dire non magnétique), donc qui n’influe pas sur le champ magnétique extra-vasculaire. A l’inverse, la désoxyhémoglobine (Hb) est paramagnétique et s’aimante donc en présence d’un champ magnétique externe. Elle induit ainsi un champ magnétique perturbateur autour des capillaires où elle circule. Par ailleurs, lorsque des neurones passent d’un état de repos à un état d’activation, le débit sanguin augmente localement, tandis que la consommation en oxygène des neurones augmente relativement peu. Il en résulte une augmentation de la saturation capillaire et veineuse en oxygène, en aval des neurones activés, et donc une diminution de la concentration relative de désoxyhémoglobine (effet BOLD 29 ). Ceci induit une diminution de la différence de susceptibilité magnétique entre les espaces intra- et extra-vasculaires en comparaison à l’état de repos. Cette différence de susceptibilité magnétique est le paramètre biophysique auquel le signal par résonance magnétique nucléaire (RMN) est sensible (d’après (Raichle et al., 1994)). Le contraste BOLD reflète des modifications hémodynamiques locales, mais ne fournit pas de réponse sur la relation entre ces variations et l’activité neuronale. Les origines neuronales exactes de l’activation cérébrale mise en évidence par l’IRMf ne sont donc pas parfaitement déterminées.

Il existe d’autres techniques d’investigation des fonctions langagières que nous ne détaillerons pas ici, telles que l’IRM de diffusion (voir par exemple (Basser et al., 1994)), la Stimulation Magnétique Transcranienne (TMS) (voir par exemple (Rossini et al., 1994)) ou l’implantation d’électrodes intracérébrales (voir par exemple (Wilson, 2004)).

Outre la précision anatomique et temporelle apportée par ces méthodes, l’utilisation de paradigmes expérimentaux variés a permis de distinguer les différents processus intervenants dans de nombreuses et diverses activités cognitives. Nous allons présenter les connaissances actuelles sur la localisation (se référer à l’annexe 1.2 pour la localisation des aires) et la temporalité des activations cérébrales mises en place pour le traitement du langage.

Notes
29.

L’effet BOLD est la variation locale de susceptibilité magnétique par variation de concentration en désoxyhémoglobine (agent de contraste intrinsèque), qui induit une variation de l’amplitude du signal RMN.