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Cerveau et psychologie

Olivier Houdé – Bernard Mazoyer – Nathalie Tzourio-Mazoyer - PUF 2002
 
jeudi 1er janvier 2004 par Jean Louis Boutin

Cerveau et psychologie

Introduction à l’imagerie cérébrale anatomique et fonctionnelle

Olivier Houdé – Bernard Mazoyer – Nathalie Tzourio-Mazoyer

Avec la collaboration de : Fabrice Crivello*, Olivier Etard, Gaël Jobard*, Marc Joliot*, Goulven Josse*, Emmanuel Mellet*, Dimitri Papathanassiou, Mauro Pesenti, Laurent Petit*, Laure Zago*.

Chercheurs(*) ou chercheurs associés du Groupe d’imagerie neurofonctionnelle (GIN), UMR 6095, CNRS, CEA, Universités de Caen et Paris 5, dirigé par Bernard Mazoyer.



Date de parution : 2002
Éditeur  : P.U.F.

ISBN  : 978-2-13-050912-7
Nb. de pages  : 624 pages
Dimensions  : 15 x 21.7 cm
Prix relié : 32,00 €

Cerveau et psychologie - Introduction à l’imagerie cérébrale anatomique et fonctionnelle - Olivier Houdé – Bernard Mazoyer – Nathalie Tzourio-Mazoyer - PUF 2002


LES AUTEURS


Olivier Houdé

Docteur en psychologie, Professeur de psychologie cognitive à l’Université Paris 5 (Sorbonne), Membre Junior de l’Institut universitaire de France

Bernard Mazoyer

Docteur en médecine et en biomathémathiques, Professeur de radiologie et d’imagerie médicale à l’Université de Caen, Biologiste des Hôpitaux, Membre Senior de l’Institut universitaire de France

Nathalie Tzourio-Mazoyer

Docteur en médecine, Directeur de recherche au Commissariat à l’Energie atomique (CEA)

Les auteurs et leurs collègues appartiennent à une unité de recherche pluridisciplinaire associant le Groupe d’Imagerie Neurofonctionelle, UMR 6095, le CNRS, les Universités de Caen et de Paris 5 (La Sorbonne) et le Commissariat à l’Energie Atomique (CEA).

Les locaux occupés par cette unité de recherche sont les mêmes que ceux du « premier laboratoire français de psychologie, créé par Théodule Ribot à la Sorbonne à la fin du XIXe siècle – après son élection au Collège de France – et qui seront occupés ensuite par de nombreux psychologues de renom dont Binet (l’inventeur des tests d’intelligence) »


COMPTE-RENDU


Le cerveau c’est :

100 000 milliards de neurones recevant des informations de quelques 10 000 autres cellules nerveuses soit 1015 connexions, qui forment un réseau de traitement de l’information d’une complexité inouïe et dont dépendent les perceptions, les pensées, les émotions, l’intelligence, le langage et la créativité de l’individu.

Jusqu’à une date récente, l’étude du cerveau ne pouvait s’effectuer que sur l’animal ou sur l’homme pathologique. L’avènement à la fin des années 1980 de l’imagerie anatomique et fonctionnelle du cerveau provoque une véritable révolution dans l’étude des fonctions cérébrales : l’étude de l’activité cérébrale et mentale devient possible chez l’homme sain sans dommage. Une nouvelle discipline vient de naître dont l’étude est le couple cerveau-pensée et dont la méthode expérimentale (le moyen d’études) est l’imagerie cérébrale anatomique et fonctionnelle.

Ce livre est d’abord un manuel destiné aux étudiants du Premier Cycle Universitaire en psychologie, en biologie, en médecine, en philosophie, etc.

Organisé en trois parties, il comporte un précis d’anatomie du cortex humain, un exposé des bases théoriques, méthodologiques et techniques de l’imagerie cérébrale anatomique et fonctionnelle et enfin la présentation des découvertes sur le cerveau en action, c’est-à-dire une sélection des résultats importants obtenus par l’imagerie cérébrale des activités cognitives.

Fig. 8 - Les sillons et limites lobaires de la face interne sur une coupe IRM sagittale médiane - p. 71
Image reproduite avec l’autorisation de l’éditeur

La première partie, « Précis d’anatomie vivante », décrit à l’aide de dessins, schémas et images l’architecture du cerveau, aussi bien microscopique que macroscopique. La description pas à pas de l’anatomie descriptive, véritable « langage commun des neurosciences cognitives », permet au lecteur de se familiariser avec les différentes parties du cerveau. Car, comme l’écrivent les auteurs, « l’anatomie est l’interface qui permet d’intégrer ces informations multiniveaux, de la cellule nerveuse au comportement. »

Cette partie a pour « objectif de donner une vue macroscopique de l’architecture microscopique du cerveau avec une présentation de la parcellisation anatomique du cortex humain à l’échelle de la cellule ». Sont alors décrits successivement les neurones et les cellules gliales ; les divers régions cérébrales partageant des caractéristiques communes à la suite de Paul Broca et tout récemment de Marcel Mesulam qui a proposé de simplifier la catégorisation du manteau cérébral ( cortex ou substance grise) en cinq sous types de cortex ; l’anatomie corticale des lobes cérébraux : frontal, pariétal, temporal, occipital, limbique et l’insula ; l’anatomie du cervelet ; pour finir par l’anatomie corticale probabiliste ; cette dernière consiste à la mise en place de procédures anatomiques de normalisation spatiale d’images anatomiques de cerveaux différents (méthode inventée par Jean Talairach) pour aboutir à une labellisation, à un espace commun de façon à comparer, normaliser, à analyser et à moyenner les différents cerveaux. Cet espace commun, appelé espace stéréotaxique, est « le lieu d’interface des données anatomiques macro- et microscopique avec les données fonctionnelles ».

La deuxième partie, « Bases théoriques, méthodologiques et techniques de l’imagerie cérébrale anatomique et fonctionnelle » développe les principes de base de l’architecture anatomique et fonctionnelle du cerveau humain au niveau microscopique. Ces notions introduisent les bases moléculaires et cellulaires des activités cognitives, à l’origine de signaux enregistrables de façon externe. Suit alors l’exposé des principes généraux de formation d’images fonctionnelles à partir de ces signaux. Cette partie se termine sur la comparaison des différentes méthodes de neuroimagerie cognitive. Ces dernières peuvent être classées en deux catégories : les méthodes électromagnétiques (eléctro-encéphalogramme et magnéto-encéphalogramme) qui sont un reflet exact des activités électriques au niveau des synapses, mais qui ne sont pas de véritables techniques d’imagerie tridimensionnelle. Et les méthodes hémodynamiques et métaboliques (l’IRM f et la TMP) qui mesurent les conséquences vasculaires et métaboliques des activités synaptiques. Parmi les techniques non traumatiques, celle qui donne la meilleure résolution spatiale est l’Imagerie par Résonance Magnétique (de l’ordre du millimètre dans les trois directions de l’espace). L’IRM fonctionnelle permet l’acquisition d’images fonctionnelles en quelques millisecondes mais avec perte de la résolution spatiale (3 millimètres). La tomodensitométrie d’émissions de positons (TMP) donne une résolution de 5mm ; et en utilisant l’oxygène-15, la durée d’intégration est de l’ordre de 90 secondes.

Fig. 5 - Vue inférieure du lobe temporal - p. 117
Image reproduite avec l’autorisation de l’éditeur

La troisième partie est l’application concrète des deux précédentes : « Le cerveau en action : imagerie anatomique et fonctionnelle des activités cognitives ». C’est une approche expérimentale privilégiée sans danger chez l’homme sain et pas à pas, on voit se créer, au fil de la lecture, une « nouvelle discipline scientifique dont les relations entre cerveau et cognition est l’objet d’étude ».

Ces activités que les auteurs ont choisies de nous montrer sont des fonctions, hautement intégrées : l’attention et la mémoire de travail visuo-spatiales, la perception et l’imagerie mentales visuelles, le langage, les activités numériques, le raisonnement logique et la conscience. En abordant plutôt l’architecture neurale spatiale des fonctions cognitives que leur organisation temporelle, ils mettent en évidence que « les fonctions cognitives, y compris les plus simples, sont le produit de l’activité de réseaux de régions réparties sur l’ensemble du cortex et en interaction ». Ces réseaux, liaison fonctionnelle et anatomique entre diverses régions, constituent des modèles de réseaux hiérarchisés mais leurs liaisons fonctionnelles entre les régions sont labiles : un réseau verra ses propriétés se modifier selon les régions qu’il incorpore, en fonction du type de stimulus et du type de tâche à effectuer.

Le dernier chapitre de cette partie aborde le problème de la conscience qui, depuis Descartes, a opposé les philosophes et les scientifiques. Ce n’est pas la moindre des qualités de cet ouvrage que de poser le problème de l’étude scientifique de la conscience ou des divers états ou phénomènes de conscience. Sans forcément résoudre définitivement la question, le fait de mieux saisir ces états conscients et inconscients (les divers processus non conscients, les états d’altération de la conscience, l’état végétatif) ouvre une perspective d’étude certaine de ces moments privilégiés que l’on passe avec soi-même.

Fig. 5 - Aires cérébrales activées par le calcul complexe chez un calculateur prodige et chez des calculateurs communs - p. 541
Image reproduite avec l’autorisation de l’éditeur

Cet ouvrage qui constitue un véritable « Traité » d’imagerie cérébrale anatomique et descriptive est passionnant et mérite d’être mis dans toutes les bibliothèques ostéopathiques. Indispensable pour comprendre l’état actuel de la recherche sur le cerveau et les fonctions cérébrales, il donne également des ouvertures considérables sur ce que sera l’étude du cerveau et des fonctions cognitives dans les prochaines années. Nous participons ainsi, en feuilletant les divers chapitres de ce traité, à une véritable révolution « en marche » qu’implique l’imagerie cérébrale fonctionnelle, révolution technologique pour sûr, mais surtout révolution méthodologique et épistémologique.

On peut simplement regretter que la corporalité (perception, motricité et sensorialité) soit absente de ce traité par un a priori regrettable : « ne parler que des fonctions cognitives les plus spécifiques à l’Homme ».

Verrons-nous peut-être bientôt un rapprochement des thèses philosophiques et des dernières découvertes des neurosciences amenées à collaborer définitivement dans l’étude de l’Être humain, de son cerveau, de sa pensée et de sa conscience. Il n’en restera pas moins que « l’esprit survivra à l’explication de sa nature, tout comme le parfum de la rose continue d’embaumer, même si l’on en connaît la structure moléculaire » Antonio Damasio, cité par les auteurs.

Jean-Louis BOUTIN


TABLE DES MATIÈRES


Introduction : La naissance d’une nouvelle discipline : l’imagerie cérébrale fonctionnelle par Olivier Houdé, Bernard Mazoyer et Nathalie Tzourio-Mazoyer

Première partie : Précis d’anatomie du cerveau humain

Introduction : De l’intérêt d’un précis d’anatomie du cerveau humain par Laurent Petit et Nathalie Tzourio-Mazoyer
1 – L’architecture microscopique du cerveau par Laurent Petit et Fabrice Crivello
2 – L’architecture macroscopique corticale : la parcellisation lobaire par Nathalie Tzourio-Mazoyer
3 – L’anatomie corticale du lobe frontal par Nathalie Tzourio-Mazoyer
4 – L’anatomie corticale du lobe pariétal par Laurent Petit
5 – L’anatomie corticale du lobe occipital par Nathalie Tzourio-Mazoyer
6 - L’anatomie corticale du lobe temporal par Nathalie Tzourio-Mazoyer
7 – L’anatomie des noyaux gris centraux par Laurent Petit
8 – L’anatomie du cervelet par Dimitri Papathanassiou
9 – L’anatomie corticale probabiliste par Nathalie Tzourio-Mazoyer et Fabrice Crivello

Deuxième partie : Bases théoriques, méthodologiques et techniques de l’imagerie cérébrale anatomique et fonctionnelle

1 – La neuroimagerie cognitive : bases neurophysiologiques par Bernard Mazoyer et Marc Joliot
2 – L’imagerie par résonance magnétique (IRM) par Bernard Mazoyer
3 – L’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) par Bernard Mazoyer
4 – La tomographie d’émissions de positons (TEP) par Bernard Mazoyer
5 – L’électro- et la magnéto-encéphalographie (EEG et MEG) par Marc Joliot
6 – L’intégration multinodale par Marc Joliot
7 – L’imagerie cérébrale fonctionnelle et la neuropsychologie par Mauro Pesenti

Troisième partie : Le cerveau en action : imagerie anatomique et fonctionnelle des activités cognitives

Introduction : Une nouvelle approche des fonctions cognitives par Olivier Houdé, Bernard Mazoyer et Nathalie Tzourio-Mazoyer

1 – L’attention et la mémoire de travail visuo-spatiales par Laurent Petit et Laure Zago
2 – La perception et l’imagerie mentale visuelles par Emmanuel Mellet
3 – La production et la compréhension du langage par Olivier Etard et Nathalie Tzourio-Mazoyer
4 – La spécialisation hémisphérique pour le langage par Goulven Josse et Nathalie Tzourio-Mazoyer
5 – La lecture de mots par Gaël Jobard
6 – Les activités numériques par Laure Zago et Mauro Pesenti
7 – Le raisonnement logique par Olivier Houdé
8 – La conscience par Bernard Mazoyer

Conclusion : L’imagerie cérébrale fonctionnelle : apports, limites et perspectives par Bernard Mazoyer

Nous remercions particulièrement les Presses universitaires de France de nous avoir autorisé à présenter et à reproduire certaines images de ce livre.


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