Un cadre unifié de représentation pour des études visuelles de groupe sur la base de cartes rétinotopiques acquises en IRMf à 3 T

An unified representation frame for group visual studies based on 3T fMRI retinotopic maps

• Auteur / Autrice : Flore Vasseur
• Direction : Michel Dojat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Grenoble
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale physique (Grenoble1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des neurosciences de Grenoble
• Jury : Président / Présidente : Jacques Derouard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Olivier Bertrand, Chantal Delon-Martin, Jean-Michel Hupé
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Nouchine Hadjikhani, Jean-Baptiste Poline

Mots clés

Mots clés contrôlés

Vision

Aire visuelle

Neurosciences

Imagerie par résonance magnétique

Mots clés libres

IRMf

Rétinotopie

Vision

FMRI

Retinotopy

Vision

Résumé

A l'aide de l'imagerie fonctionnelle par résonance magnétique cérébrale (IRMf), il est possible de localiser in vivo les aires visuelles corticales dites "de bas niveau", sur la base de leur propriété de rétinotopie. La cartographie rétinotopique est un préliminaire essentiel pour interpréter les résultats de nombreuses études sur le traitement de l'information visuelle. Il est donc important de s'assurer de sa robustesse. Nous avons obtenu des cartes rétinotopiques à partir d'acquisitions sur un imageur à 3 T, et mesuré l'accroissement de la variance des signaux fonctionnels induit par l'augmentation du champ magnétique utilisé. Nos résultats confirment que cet accroissement n'est pas uniquement dû à l'augmentation du bruit physiologique, mais aussi à une amélioration de la part de variance attribuable aux stimuli visuels. L'inconvénient majeur de la séquence d'acquisition EPI que nous utilisons est sa sensibilité aux hétérogénéités de champ magnétique qui induit des distorsions géométriques dans les images. Nos analyses révèlent que la méthode de correction des distorsions que nous utilisons évite des erreurs importantes de localisation corticale des activations fonctionnelles, et contribue à la robustesse des études dans les aires visuelles de bas niveau. Sur base des cartes rétinotopiques, nous avons mis en place un cadre novateur de représentation de données individuelles, dans la perspective d'une étude de groupe. Ce cadre permet de s'affranchir de la variabilité fonctionnelle inter-individuelle importante des aires visuelles de bas niveau, et de visualiser les résultats d'une étude de groupe dans un système de coordonnées uni fié. Nous avons estimé la robustesse de cette approche et l'avons appliquée à deux études portant sur le traitement local et global de l'information visuelle.

Thanks to functional magnetic resonance imaging (fMRI), it is possible to identify low-level cortical visual areas in vivo, on the basis of their retinotopy property. Retinotopic mapping is an essential preliminary to interpret results of many studies on visual processing. It is thus important to make sure it is robust. We have obtained retinotopic maps from acquisitions on a 3T scanner, and measured the increase of the functional signals variance induced by the use of a high magnetic field. Our results confirm that this increase is not solely due to the increasing contribution of physiological noise, but also to an improvement of the variance related to visual stimuli. The main drawback of the EPI acquisition sequence we are using is its sensitivity to magnetic field inhomogeneities, which induces geometric distortions in the images. Our analyses reveal that the distortions correction method we are using avoids significant cortical misallocations of the functional activations and contributes to the robustness of studies in low level visual areas. On the basis of retinotopic maps, we have set up a new representation frame for individual data, for group studies purpose. This frame allows to overcome the important functional intersubject variability of low-level visual areas, and to visualize group studies results in a united coordinate system. We have estimated the robustness of this approach and we have applied it on two studies about local and global visual information processing.