Neurosciences et maladies du système nerveux

Prof. Dimitri Van De Ville EPFL	Dr Juliane Britz Université Genève

Notre cerveau : un chaos bien organisé avec une structure fractale

Les mécanismes neuronaux sous-jacents à la conscience restent encore très mal compris. Beaucoup ont essayé d’en saisir les fondements en élaborant des modèles théoriques, mais cette étude a dentifié un principe organisationnel fondamental de l’activité neuronale qui peut expliquer l’émergence de pensées conscientes.

La topographie du champ électrique généré par le cerveau et mesuré sur le scalp montre de brèves périodes de stabilité d’environ 100 ms, ce qui définit les micro-états cérébraux, également considérés comme les « atomes de la pensée ». En s’appuyant sur des enregistrements EEG-IRMf simultanés au repos et sur une analyse mathématique avancée, nous avons démontré de manière convaincante que les séquences des micro-états révèlent une dynamique monofractale, c-à-d que la syntaxe des micro-états est similaire à différentes échelles temporelles. Ce lien explique pourquoi les micro-états en EEG peuvent être liés aux oscillations lentes d’IRMf d’environ 10 sec.

Cette organisation fractale suggère également que le cerveau opère à l’état critique, ce qui lui permet une réorganisation rapide et un traitement efficace de l’information – le prérequis fondamental pour la perception, la cognition et finalement la conscience. Nos futures recherches se focaliseront sur la valeur diagnostique potentielle des perturbations de ces micros-états pour différentes maladies mentales.

EEG microstate sequences in healthy humans at rest reveal scale-free dynamics. Dimitri Van De Ville, Juliane Britz, Christoph M. Michel. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, vol. 107, p. 18179 –18184, Oct 19, 2010

Résumé du travail primé (publication originale)
>>> EEG microstate sequences in healthy humans at rest reveal scale-free dynamics (PDF)	268 Kb