Interprétation basée sur le « cerveau virtuel » des signaux électrophysiologiques dans l'épilepsie (VIBRATIONS)

L'épilepsie est un trouble neurologique majeur, touchant de l'ordre de 0,5 à 1 % de la population. C'est une maladie très invalidante, avec un fort impact sur la qualité de vie. Dans une grande proportion de cas, les médicaments ne peuvent pas prévenir les crises; L'ablation chirurgicale des régions responsables des crises est alors le seul moyen de guérir les patients. Cependant, les résultats dépendent essentiellement de la délimitation correcte de la zone épileptogène.

Dans ce contexte, la modélisation informatique, sous la forme d'un "cerveau virtuel" est un outil puissant pour étudier l'impact de différentes configurations des sources sur les mesures, dans un environnement bien contrôlé.

Dans ce projet, la simulation de manière biologiquement réaliste des champs MEG (magnétoencéphalographie) et EEG (électroencéphalographie) produits par différentes configurations de sources cérébrales, qui différeront en termes de caractéristiques spatiales et dynamiques, sera proposée aux participants. L'hypothèse de recherche est que les modèles informatiques et biophysiques peuvent apporter des informations cruciales pour interpréter cliniquement les signaux mesurés par MEG et EEG. En particulier, l'hypothèse peut aider à répondre efficacement à certaines questions complémentaires auxquelles sont confrontés les épileptologues lors de l'analyse des données électrophysiologiques.

La stratégie sera triple :

i) Construire des modèles cérébraux virtuels avec à la fois des aspects dynamiques (reproduisant à la fois les altérations d'hyperexcitabilité et d'hypersynchronisation observées dans le cerveau épileptique) et une géométrie réaliste basée sur des mesures de tractographie réelles réalisées chez des patients ii) Explorer l'espace des paramètres grâce à des simulations à grande échelle de configurations de sources , utilisant le calcul parallèle mis en œuvre sur une grappe d'ordinateurs.

iii) Confronter les résultats de ces simulations à des enregistrements simultanés d'EEG, de MEG et d'EEG intracérébral (EEG stéréotaxique, stéréoélectroencéphalographie (SEEG)). Les modèles seront réglés sur les signaux SEEG et testés par rapport aux signaux de surface afin de valider la capacité des modèles à représenter les signaux MEG et EEG réels.

Le projet constitue un effort de translation des neurosciences théoriques et des mathématiques vers l'investigation clinique. Un premier résultat du projet sera une base de données de simulations, qui permettra dans une situation donnée d'évaluer le nombre de configurations qui auraient pu donner lieu aux signaux observés en EEG, MEG et SEEG. Un deuxième résultat - et majeur - du projet sera de donner au clinicien l'accès à une plate-forme logicielle qui permettra de tester de manière conviviale d'éventuelles configurations de régions hyperexcitables. De plus, des exemples représentatifs seront mis à la disposition de la communauté via un site Web, ce qui permettra son utilisation dans de futures études visant à confronter les résultats de différentes méthodes de traitement du signal sur les mêmes données de « vérité terrain ».