2. Les techniques d’imagerie cérébrale

Les méthodes d’imagerie cérébrale sont fondées sur une mesure de l’activité hémodynamique du cerveau. Elles reposent sur le postulat que l’activité cérébrale est reflétée par cette activité hémodynamique, c'est-à-dire, qu’il existe un couplage régional entre le niveau d’activité électrique du cerveau et la consommation d’énergie, et donc avec le débit sanguin cérébral régional (DSCr). Ces méthodes d’observation indirecte de l’activité cérébrale permettent de cartographier les fonctions cognitives humaines aussi bien normales que pathologiques. Elles ont pris naissance dans les années 1980 avec la TEP, qui requiert l’utilisation d’un traceur radioactif, et dans les années 1990 avec l’IRMf, basée sur l’observation en temps réel des variations d’oxygénation sanguine locale, sans nécessiter l’injection d’un traceur. Ces deux techniques ont permis d’accroître considérablement nos connaissances de la neuroanatomie fonctionnelle du système olfactif.

D’autres techniques d’investigations du fonctionnement cérébral permettent d’observer directement l’activité cérébrale. Lorsqu’un neurone est activé, il génère un signal électrique qui se traduit sur la surface du scalp par des ondes électromagnétiques. Les techniques d’élecroencéphalographie (EEG) et de magnétoencéphalographie (MEG) enregistrent les activités électrique et magnétique, respectivement, sur le scalp du sujet. Ces techniques ont une résolution temporelle de l’ordre d’une dizaine de millisecondes, ce qui supplante sans conteste les techniques d’IRMf et de TEP pour lesquelles la résolution temporelle n’excède pas au mieux 2 à 15 s, respectivement. Cependant, la résolution spatiale des techniques electro- et magnétoencéphalographiques, qui est de l’ordre de quelques centimètres, est moins bonne que celles de TEP et d’IRMf, laquelle est de l’ordre de quelques millimètres. De plus, s’il est aisé d’enregistrer le signal électromagnétique de scalp, il est beaucoup plus difficile de localiser les sources électromagnétiques profondes. Ceci constitue un très fort handicap à l’étude des aires olfactives qui sont, pour la majorité, enfouies au cœur du cerveau. Notons toutefois pour mémoire la technique de stéréo-électroencéphalographie, fort adaptée à l’étude des bases neuronales des processus olfactifs humains, qui consiste en l’enregistrement intracérébral de l’activité EEG et des potentiels évoqués. Cette technique est pratiquée chez les patients épileptiques pharmacorésistants avant de procéder à l’ablation chirurgicale des régions épileptogènes. Plusieurs travaux issus de notre équipe reposent sur l’utilisation de cette technique (Hudry et al., 2001; Hudry et al., 2003; Jung et al., 2005). Ces trois techniques n’ont cependant pas été employées au cours de ce travail de thèse et ne sont pas détaillées dans ce manuscrit.