(stage de M2 imagerie, physique médicale, traitement du signal ou de l’image ou Dernière année d’école d’ingénieur)
Date ou durée du stage
- 6 mois à partir de février ou mars 2019
Contexte
La spectroscopie optique proche infrarouge fonctionnelle (fNIRS pour « functional near-infrared spectroscopy ») est une modalité d’imagerie cérébrale qui permet de cartographier les variations dans le cortex cérébral de la concentration du sang oxygéné et désoxygéné, variations qui reflètent de façon indirecte l’activation des neurones. Utilisant la lumière proche infrarouge (photons de faible énergie), la fNIRS est simple à utiliser, peu onéreuse et non invasive. Le Centre de Neuro-Imagerie de Recherche (CENIR, ICM) à l’Hôpital de la Pitié-Salpêtrière (Paris) dispose d’une plateforme d’imagerie optique dotée d’un système d’acquisition NIRScout™ (NIRx Medical Technologies, LLC).
Notre cerveau est un réseau de régions qui échangent continuellement de l’information. La connectivité fonctionnelle est définie comme la dépendance temporelle entre signaux d’activation neuronale mesurés dans des régions cérébrales anatomiquement distantes les unes des autres. Elle reflète le niveau de communication fonctionnelle entre régions et constitue un aspect majeur de la compréhension du fonctionnement complexe du cerveau humain.
On peut l’étudier chez un sujet volontaire sain en analysant le niveau de co-activation (ou de corrélation) entre signaux spontanés acquis « au repos », c’est-à-dire pendant que le sujet « ne pense à rien de particulier ». L’étude de la connectivité fonctionnelle au repos à partir de données fNIRS est un sujet de recherche récent, dont les premières investigations visaient surtout à comparer les résultats obtenus en fNIRS à ceux, déjà bien connus depuis plus de 10 ans, obtenus par imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf). Cependant, le signal fNIRS au repos est enregistré à une fréquence d’échantillonnage 10 à 15 fois plus élevée que le signal d’IRMf, et présente des spécificités (en particulier fréquentielles) qui restent encore à analyser.
Au sein de la plateforme du CENIR, le (la) stagiaire analysera des données déjà acquises au repos chez 12 sujets volontaires sains et étudiera plus particulièrement la connectivité fonctionnelle entre les aires cérébrales motrices et visuelles. Il (elle) implémentera des méthodes de mesure et de visualisation de cette connectivité (matrices de connectivité, analyse en composantes indépendantes, mesures de synchronie, théorie des graphes) en langage Matlab dans le logiciel NIRSTORM afin de les mettre à la disposition des chercheurs acquérant des données fNIRS au CENIR.
Mission(s)
Le (la) stagiaire
- analysera le contenu fréquentiel et temporel de données fNIRS acquises au repos chez des sujets volontaires sains ;
- mettra en œuvre des méthodes de mesure de la connectivité fonctionnelle entre régions motrices et visuelles.
- implémentera et documentera dans le logiciel NIRSTORM une chaîne de traitement adaptée aux données fNIRS acquises au repos ;
- participera à des réunions de coordination des développements informatiques avec le Dr T. Vincent (Centre ÉPIC, Institut de Cardiologie de Montréal, Canada), principal développeur de NIRSTORM, et l’équipe du Pr C. Grova (centre PERFORM, Université Concordia, Montréal, Canada).
Compétences
- Connaissances requises en :
- Environnement Linux
- Algorithmique
- Matlab avancé (programmation)
- Anglais (écrit et oral)
- Connaissances appréciées en :
- Imagerie biomédicale
- Imagerie optique
- Intérêt pour la neuroimagerie.
Rémunération
Gratifications de stage