L'amplitude du potentiel évoqué a tendance à être faible, allant de moins d'un microvolt à quelques microvolts, par rapport à des dizaines de microvolts pour l'électroencéphalographie (EEG), des millivolts pour l'électromyographie (EMG) et souvent près de 20 millivolts pour l'électrocardiogramme (ECG). La moyenne des signaux est généralement nécessaire pour résoudre ces potentiels de faible amplitude face aux signaux EEG, ECG, EMG et autres signaux biologiques et au bruit ambiant en cours. Le signal est chronométré par le stimulus et la plupart du bruit est aléatoire, ce qui permet de faire la moyenne du bruit sur des réponses répétées.
Impulsions et signaux
Les signaux peuvent être enregistrés à partir du cortex cérébral, du tronc cérébral, de la moelle épinière et des nerfs périphériques. Habituellement, le terme "potentiel évoqué" est réservé aux réponses impliquant l'enregistrement ou la stimulation des structures du système nerveux central.systèmes. Ainsi, les potentiels évoqués nerveux moteurs ou sensoriels complexes utilisés dans les études de conduction nerveuse ne sont généralement pas considérés comme des potentiels évoqués, bien qu'ils correspondent à la définition ci-dessus.
Potentiels évoqués sensoriels
Ceux-ci sont enregistrés à partir du système nerveux central après une stimulation sensorielle, tels que les potentiels évoqués visuellement dus à une lumière clignotante ou à un motif changeant sur un moniteur, des potentiels auditifs évoqués par un clic ou un stimulus sonore présenté via des écouteurs, ou tactiles ou potentiel somatosensoriel évoqué par stimulation tactile ou électrique d'un nerf sensitif ou mixte en périphérie. Les potentiels évoqués sensoriels sont largement utilisés en médecine diagnostique clinique depuis les années 1970, ainsi que dans le suivi neurophysiologique peropératoire, connu sous le nom de neurophysiologie chirurgicale. C'est grâce à elle que la méthode des potentiels évoqués est devenue une réalité.
Vues
Il existe deux types de potentiels évoqués largement utilisés en clinique:
- Potentiels évoqués auditifs, généralement enregistrés sur le cuir chevelu, mais se produisant au niveau du tronc cérébral.
- Potentiels évoqués visuels et potentiels évoqués somatosensoriels résultant de la stimulation électrique d'un nerf périphérique.
Anomalies
Long et Allen ont signalé une anomaliepotentiels cérébraux (BAEP) évoqués par des potentiels auditifs chez une femme alcoolique se remettant d'un syndrome d'hypoventilation centrale acquise. Ces chercheurs ont émis l'hypothèse que le tronc cérébral de leur patiente était empoisonné mais pas détruit par son alcoolisme chronique. La méthode des potentiels évoqués du cerveau facilite le diagnostic de telles choses.
Définition générale
Un potentiel évoqué est la réponse électrique du cerveau à un stimulus sensoriel. Regan a construit un analyseur analogique de la série Fourier pour enregistrer les harmoniques potentielles évoquées dans une lumière scintillante (modulée de manière sinusoïdale). Au lieu d'intégrer des produits sinus et cosinus, Regan a envoyé des signaux à un enregistreur à double processeur via des filtres passe-bas. Cela lui a permis de démontrer que le cerveau avait atteint un état stable, dans lequel l'amplitude et la phase des harmoniques (composantes de fréquence) de la réponse étaient approximativement constantes dans le temps. Par analogie avec la réponse en régime permanent d'un circuit résonant qui suit la réponse transitoire initiale, il a défini le potentiel évoqué en régime permanent idéalisé comme une forme de réponse à une stimulation sensorielle répétitive dans laquelle les composantes fréquentielles de la réponse restent constantes dans le temps en amplitude et phase.
Bien que cette définition implique une série de formes d'onde temporelles identiques, il est plus utile de définir la méthode des potentiels évoqués (SSEP) en termes de composantes fréquentielles, qui sont une description alternative de la forme d'onde dans le domaine temporel,car différentes composantes de fréquence peuvent avoir des propriétés complètement différentes. Par exemple, les propriétés du scintillement SSEP à haute fréquence (qui culmine à environ 40–50 Hz) correspondent à celles des neurones magnocellulaires découverts ultérieurement dans la rétine du singe macaque, tandis que les propriétés du scintillement SSEP à moyenne fréquence (qui culmine à environ 15–20 Hz) correspondent à celles des neurones parvocellulaires. Étant donné que la SSEP peut être entièrement décrite en termes d'amplitude et de phase de chaque composante de fréquence, elle est quantifiée de manière plus unique que le potentiel évoqué transitoire moyen.
Aspect neurophysiologique
On dit parfois que les SSEP sont obtenus grâce à des stimuli à taux de répétition élevé, mais ce n'est pas toujours correct. En principe, un stimulus modulé de manière sinusoïdale peut induire une SSEP même si son taux de répétition est faible. En raison de l'atténuation haute fréquence de SSEP, la stimulation haute fréquence peut entraîner une forme d'onde SSEP presque sinusoïdale, mais ce n'est pas la définition de SSEP. En utilisant le zoom-FFT pour enregistrer SSEP avec une limite de résolution spectrale théorique de ΔF (où ΔF en Hz est l'inverse de la durée d'enregistrement en secondes), Regan a constaté que la variabilité amplitude-phase de SSEP peut être assez faible. La bande passante des composantes fréquentielles SSEP peut être à la limite théorique de résolution spectrale jusqu'à au moins 500 secondes de la durée d'enregistrement (dans ce cas 0,002 Hz). Tout cela fait partie de la méthode des potentiels évoqués.
Signification et application
Cette méthode permet d'enregistrer simultanément plusieurs (par exemple quatre) SSEP à partir de n'importe quel endroit donné sur le cuir chevelu. Différents sites de stimulation ou différents stimuli peuvent être marqués avec des fréquences légèrement différentes, qui sont presque identiques aux fréquences cérébrales (calculées à l'aide de la méthode des potentiels évoqués cérébraux), mais sont facilement séparées par les analyseurs de la série de Fourier.
Par exemple, lorsque deux sources lumineuses non propriétaires sont modulées à plusieurs fréquences différentes (F1 et F2) et superposées l'une sur l'autre, plusieurs composantes de modulation croisée de fréquence non linéaire (mF1 ± nF2) sont créées dans SSEP, où m et n sont des nombres entiers. Ces composants vous permettent d'explorer le traitement non linéaire dans le cerveau. En marquant la fréquence des deux grilles superposées, les propriétés d'ajustement de la fréquence spatiale et de l'orientation des mécanismes cérébraux qui traitent la forme spatiale peuvent être isolées et étudiées.
Les stimuli de diverses modalités sensorielles peuvent également être étiquetés. Par exemple, un stimulus visuel scintillait à Fv Hz et un son auditif présenté simultanément était modulé en amplitude à Fa Hz. L'existence d'une composante (2Fv + 2Fa) dans la réponse magnétique cérébrale évoquée a démontré une zone de convergence audiovisuelle dans le cerveau humain, et la répartition de la réponse sur la tête a permis de localiser cette zone du cerveau. Récemment, l'étiquetage de fréquence s'est étendu de la recherche sur le traitement sensoriel à la recherche sur l'attention sélective et la conscience.
Balayage
Méthode de balayageest une sous-espèce de la méthode des potentiels évoqués vp. Par exemple, un tracé de l'amplitude de la réponse par rapport à la taille du motif en damier du stimulus peut être obtenu en 10 secondes, ce qui est beaucoup plus rapide que la moyenne sur le domaine temporel pour enregistrer le potentiel évoqué pour chacune des différentes tailles de contrôle.
Schéma
Dans la démonstration originale de cette technique, les produits sinus et cosinus ont été alimentés à travers des filtres passe-bas (comme dans l'enregistrement SSEP) tout en visualisant un circuit de test fin dont les carrés noirs et blancs permutaient six fois par seconde. La taille des carrés a ensuite été progressivement augmentée pour obtenir un tracé de l'amplitude du potentiel évoqué en fonction de la taille du contrôle (d'où le mot "balayage"). Les auteurs suivants ont mis en œuvre une technique de balayage à l'aide d'un logiciel informatique pour augmenter la fréquence spatiale du réseau en une série de petites étapes et calculer la moyenne du domaine temporel pour chaque fréquence spatiale discrète.
Un balayage peut suffire, ou il peut être nécessaire de faire la moyenne des graphiques sur plusieurs balayages. Le calcul de la moyenne de 16 balayages peut améliorer le rapport signal sur bruit du graphique d'un facteur quatre. La technique de balayage s'est avérée utile pour mesurer des processus visuels à adaptation rapide, ainsi que pour enregistrer des enfants, où la durée est nécessairement courte. Norcia et Tyler ont utilisé la technique pour documenter le développement de l'acuité visuelle etsensibilité au contraste pendant les premières années de la vie. Ils ont souligné qu'en diagnostiquant un développement visuel anormal, plus les normes de développement sont précises, plus on peut distinguer clairement entre anormal et normal, et à cette fin, le développement visuel normal a été documenté chez un grand groupe d'enfants. Depuis de nombreuses années, la technique du balayage est utilisée dans les cliniques d'ophtalmologie pédiatrique (sous forme d'électrodiagnostic) du monde entier.
Bénéfices de la méthode
Nous avons déjà parlé de l'essence de la méthode des potentiels évoqués, maintenant il vaut la peine de parler de ses avantages. Cette technique permet à SSEP de contrôler directement le stimulus qui suscite SSEP sans l'intervention consciente du sujet expérimental. Par exemple, une moyenne mobile de SSEP peut être agencée pour augmenter la luminosité du stimulus en damier si l'amplitude de SSEP tombe en dessous d'une certaine valeur prédéterminée, et diminuer la luminosité si elle dépasse cette valeur. L'amplitude de la SSEP oscille alors autour de cette consigne. Maintenant, la longueur d'onde (couleur) du stimulus change progressivement. Le tracé obtenu de la dépendance de la luminosité du stimulus à la longueur d'onde est un graphique de la sensibilité spectrale du système visuel. L'essence de la méthode des potentiels évoqués (VP) est inséparable des graphiques et des diagrammes.
Électroencéphalogrammes
En 1934, Adrian et Matthew ont remarqué que des changements potentiels dans l'EEG occipital pouvaient être observés avec une stimulation lumineuse. Le Dr Cyganek a développé la première nomenclature des composants EEG occipitaux en 1961. Au cours de la même année, Hirsch etses collègues ont enregistré le potentiel évoqué visuel (PEV) sur le lobe occipital (extérieur et intérieur). En 1965, Spelmann a utilisé la stimulation de l'échiquier pour décrire le WEP humain. Shikla et ses collègues ont terminé une tentative de localisation des structures dans la voie visuelle primaire. Halliday et ses collègues ont terminé les premières études cliniques en enregistrant les PEV retardés chez un patient atteint de névrite rétrobulbaire en 1972. Depuis les années 1970 jusqu'à aujourd'hui, de nombreuses recherches approfondies ont été menées pour améliorer les procédures et les théories, et cette méthode a également été testée sur des animaux.
Défauts
Les stimuli lumineux diffusés sont rarement utilisés de nos jours en raison de la grande variabilité intra- et inter-sujets. Cependant, ce type est avantageux pour tester des nourrissons, des animaux ou des personnes ayant une mauvaise acuité visuelle. Les motifs en damier et en treillis utilisent respectivement des carrés et des rayures clairs et foncés. Ces carrés et rayures sont de taille égale et sont présentés un par un sur l'écran de l'ordinateur (dans le cadre de la méthode des potentiels évoqués).
Le placement des électrodes est extrêmement important pour obtenir une bonne réponse VEP sans artefacts. Dans une configuration typique (canal unique), une électrode est située à 2,5 cm au-dessus de l'ion et l'électrode de référence est située à Fz. Pour une réponse plus détaillée, deux électrodes supplémentaires peuvent être placées à 2,5 cm à droite et à gauche de l'once.
Méthode auditive des potentiels évoqués du cerveau
Il peututilisé pour suivre le signal généré par le son à travers la voie auditive ascendante. Le potentiel évoqué est généré dans la cochlée, passe par le nerf cochléaire, par le noyau cochléaire, le complexe olive supérieur, le lemnisque latéral, le colliculus inférieur dans le mésencéphale, le corps géniculé médial et enfin le cortex cérébral. C'est ainsi que fonctionne la méthode des potentiels évoqués du système nerveux central, réalisée à l'aide du son.
Les potentiels évoqués auditifs (PEA) sont une sous-classe des potentiels liés aux événements (PER). Les ERP sont des réponses cérébrales limitées dans le temps à un événement tel qu'un stimulus sensoriel, un événement mental (reconnaissance d'un stimulus cible) ou le saut d'un stimulus. Pour AEP, un "événement" est un son. Les AEP (et les ERP) sont de très petits potentiels de tension électrique provenant du cerveau, enregistrés à partir du cuir chevelu en réponse à un stimulus auditif tel que divers sons, sons de la parole, etc.
Les potentiels évoqués auditifs du tronc cérébral sont de petits PEA qui sont enregistrés en réponse à un stimulus auditif provenant d'électrodes placées sur le cuir chevelu.
AEP sont utilisés pour évaluer la fonction auditive et la neuroplasticité. Ils peuvent être utilisés pour diagnostiquer les troubles d'apprentissage chez les enfants, aidant à développer des programmes éducatifs spécialisés pour les personnes ayant des problèmes auditifs ou cognitifs. Dans le cadre de la psychologie clinique, la méthode des potentiels évoqués est assez souvent utilisée.
