Analyse de l'activité électrique multi-sites auditif chez le cobaye

par Camilo La Rota

Thèse de doctorat en Modèles et instruments en médecine et en biologie

Sous la direction de Thierry Herve.

Soutenue en 2003

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble) .


  • Résumé

    La problématique qui a motivé cette étude est celle de la représentation et du traitement de l'information dans le néocortex. On s'intéresse en particulier à l'hypothèse selon laquelle l'information sensorielle est représentée par un " code " spatio-temporel dans l'activité coopérative des populations neuronales. Cette étude est fondamentale pour le développement de solutions technologiques à certains problèmes médicaux (e. G. Neuroprothèses). La disponibilité de nouvelles techniques de mesure multi-sites qui permettent d'observer l'activité spatio-temporelle du cortex à des résolutions suffisantes, nous donne l'occasion d'aborder la notion " d'interaction neuronale " à des échelles mésoscopiques et d'étudier les mécanismes de la sensation et de la perception au niveau des aires fonctionnelles. Nous nous sommes intéressés à l'activité électrique du cortex auditif en réponse aux stimuli sonores, observée in vivo chez le cobaye à l'aide de colorants fluorescents potentiel-dépendants. Nous avons étudié des méthodes pour le traitement, l'analyse et la compression/intégration de l'information spatio-temporelle, adaptées à ce type de données. Une analyse descriptive nous a permis de caractériser les signaux recueillis, ainsi que leur variabilité et les erreurs qui nuisent à la mesure. Une étude théorique est venue compléter cette description et a permis d'interpréter nos données par rapport à l'activité neuronale sous-jacente. Le signal de fluorescence est difficile à traiter avec des techniques classiques de traitement du signal, nous avons donc utilisé des techniques basées sur la transformée en ondelettes afin d'estimer et de caractériser l'activité d'origine neuronale. Finalement, nous avons analysé quelques approches pour la modélisation spatio-temporelle de l'activité du cortex, et nous avons étudié l'adéquation de ces modèles à nos données. Des éléments de méthode pour l'étude de cette problématique et des perspectives pour les expériences futures sont avancés.

  • Titre traduit

    Analysis of the multi-site electrical activity of the Guinea pig's auditory cortex activity


  • Résumé

    The scientific problem that has motivated this study is the representation and processing of information in the neocortex. We are interested in particular in the hypothesis that states that information is coded on the neural populations' cooperative activities. This study is essential to find technological solutions to some medical problems, such as the development of neuroprosthesis. The existence of new multisite measuring techniques that allow the in vivo observation of the spatiotemporal activity of the cortex at high resolutions, give us the possibility to study the concept of "neural interaction" at mesoscopic scales and to study the mechanisms of senses and perception at the level of functional areas. We have studied in particular the electrical activity of the guinea pig's auditory cortex in response to stimuli using voltage-dependent dyes (optical imaging). We have studied some techniques for the processing and analysis of the spatiotemporal information represented by this data. By means of a descriptive analysis we have characterized the signals, their variability and the measuring errors. A theoretical study complemented this description, and allowed us to interpret our data in function of the underlying neural activity. Optical signals are difficult to process with traditional signal processing techniques, we have used wavelet-based techniques to estimate and characterize the neural activity components of the signal. Finally, we have evaluated some approaches to the spatiotemporal modeling of the cortical activity, and we have studied the pertinence of these models to describe our data. Some perspectives on this problem and on the design of future experiences are given.

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Informations

  • Détails : 324 f.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 300 réf.

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin-d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire Médecine Pharmacie.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TB03/9001
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