2.3.1. Les traitements préliminaires

Quatre étapes principales constituent les prétraitements nécessaires d’appliquer aux données brutes fonctionnelles (Friston, 2003) : la correction du décalage temporel d’acquisition entre les coupes (slice timing), utile uniquement pour les acquisitions en IRMf, la correction des mouvements du sujet, la normalisation spatiale et le lissage spatial.

La correction du décalage temporel d’acquisition

Lors d’une séance d’IRMf, les différentes coupes d’un volume de cerveau ne sont pas acquises simultanément, mais les unes après les autres. Pour un même cerveau, les données d’activation acquises sont par conséquent légèrement décalées dans le temps, le délai pouvant aller jusqu’à la valeur du TR. Il est possible de corriger partiellement ce décalage temporel d’acquisition en procédant à une interpolation temporelle entre les données des coupes cérébrales.

La correction du mouvement

Cette étape vise à corriger les mouvements de la tête du sujet enregistrés pendant l’examen. Ces mouvements sont décrits dans un espace tridimensionnel par 3 variables de translation et 3 variables de rotation. Non corrigés, ils peuvent induire des faux positifs dans les cartes statistiques. Le recalage est effectué par rapport à une image, prise comme référence, dans la série des images à recaler.

La normalisation spatiale

La procédure de normalisation spatiale consiste à ajuster les images anatomiques et fonctionnelles des cerveaux de tous les sujets à un cerveau de référence appelé ‘template’. La normalisation spatiale est indispensable parce qu’elle permet de pouvoir comparer les cartes tridimensionnelles d’activations cérébrales de différents sujets, en évitant la forte variabilité interindividuelle de l’anatomie cérébrale. Par voie de conséquence, la normalisation rend possible l’identification chez un groupe de sujets de la zone cérébrale activée en se repérant dans une grille tridimensionnelle et en se référant à un atlas stéréotaxique. Le cerveau de référence le plus utilisé est le cerveau du MNI (Montreal Neurological Institute), constitué à partir d’acquisitions anatomiques de 152 cerveaux différents. La procédure de normalisation spatiale emprunte les mêmes principes que ceux définis pour la correction du mouvement, en prenant comme cerveau de référence le cerveau template.

Le lissage spatial

La procédure de lissage spatial consiste à appliquer un filtre gaussien à chaque voxel des images du cerveau, la taille du filtre étant le plus souvent de 2 à 3 fois la taille du voxel. Le lissage spatial est utilisé pour deux raisons. Premièrement, la procédure de normalisation spatiale ne permet pas de pallier complètement la variabilité anatomique interindividuelle. Ainsi, le même voxel théorique chez deux sujets peut encore être considéré comme deux voxels différents après les transformations et corrections préalables. La procédure de lissage réduit cette variabilité interindividuelle en permettant une meilleure superposition des cartes d’activation. Deuxièmement, le signal acquis dans un voxel n’est pas indépendant du signal acquis dans les voxels voisins. On appelle cette propriété la corrélation spatiale. Le lissage spatial permet de prendre en compte cette propriété de façon à ce que, lors des analyses statistiques, l’activation d’un voxel dépende bien de l’activation de ses voisins.