Développement de méthodes d'IA pour l'apprentissage profond de la signature en IRM de diffusion de la cytoarchitecture du cortex cérébral
Auteur / Autrice : | Anas Bachiri |
Direction : | Cyril Poupon |
Type : | Projet de thèse |
Discipline(s) : | Physique et imagerie médicale |
Date : | Inscription en doctorat le 04/01/2021 |
Etablissement(s) : | université Paris-Saclay |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Electrical, optical, bio-physics and engineering |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Construction de grands instruments pour la neuroimagerie : de l'imagerie en population aux champs magnétiques ultra-hauts |
référent : Faculté des sciences d'Orsay | |
graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Sciences de l'ingénierie et des systèmes (2020-....) |
Mots clés
Résumé
Comprendre le lien ténu entre le fonctionnement du cerveau humain et sa structure à l'échelle cellulaire fait partie des grands défis des neurosciences actuellement. Il n'existe pas aujourd'hui de méthode d'imagerie in vivo qui permette à la fois de cartographier les principales fonctions cérébrales et de cartographier l'organisation des populations de cellules qui réalisent le substrat anatomique de ces fonctions cérébrales. Alors que l'IRM fonctionnelle permet de sonder l'activité cérébrale in vivo, l'imagerie du tissu cérébral à l'échelle cellulaire reste cantonnée à l'utilisation de méthodes ex vivo. Accéder à l'organisation cellulaire du tissu cérébral in vivo reste encore hors d'atteinte en IRM, y compris en utilisant un IRM à très haut champ car la résolution envisageable in vivo à 7T voire 11.7T restera un à deux ordres de grandeur supérieur à la taille des cellules peuplant le tissu cérébral. L'apport majeur des techniques d'intelligence artificielle notamment pour l'apprentissage supervisé des grands jeux de données (ou Big Data) ouvre de nouvelles perspectives quant au développement de méthodes d'imagerie in vivo de la cytoarchitecture du cortex puisqu'il devient envisageable d'exploiter l'information microscopique embarquée dans le mouvement brownien des molécules d'eau (appelé aussi processus de diffusion de l'eau) présentes dans le cerveau, et dont les trajectoires embarquent une empreinte de la cytoarchitecture locale du tissu qu'il devient alors possible de décoder à l'aide de méthodes d'apprentissage profond.