Cerveau et images

Un exposé sur les images subliminales et leur portée concrète ainsi que sur les différentes techniques d'imagerie médicale utilisables pour l'étude du cerveau.


Les images subliminales

Définition

Notre œil ne perçoit que 10 images par seconde. On dit alors que la persistance rétinienne est d'un dixième de seconde. Pour obtenir une animation fluide, la vitesse de défilement des images, au cinéma ou à la télévision, est de 24 images par seconde. Si l'on rajoutait une 25e image, différente des autres, celle-ci serait appelée subliminale, ce qui signifie « sous la conscience ». En effet, on ne s'aperçoit pas qu'elle apparaît.

Problématique

La question est : « Cette image peut-elle être interprêtée par notre cerveau, voire nous influencer ? ». Selon la loi sans doute car depuis le décrêt de mars 1992, « la publicité ne doit pas utiliser de techniques subliminales ». Les scientifiques en revanche, sont partagés sur ce sujet. Pour certains cette perception subliminale est impossible. En effet, comment le cerveau pourrait-il interprêter une image que l'œil ne perçoit pas ? Pour eux, cette image est totalement ignorée par l'œil et dont par le cerveau. Pour leurs adversaires, la perception subliminale existe. Elle a été mise en évidence par la technique du « priming ». Cette technique, à l'aide d'une « amorce subliminale », accélère le temps de réponse du cerveau à une question simple. Par exemple, « Le mot qui apparaît est-il un adjectif ? », le temps de réponse moyen est de 500 ms. Si l'on « prépare » le sujet en lui montrant le mot sans qu'il en soit conscient avant le test, le temps de réponse tombe à 450 ms. Ce message est donc parvenu au cerveau.

Mais peut-il nous influencer ? Les psychologues n'y croient pas. Selon eux, les stimulis subliminaux n'ont que très peu d'influence sur le cerveau et ce pendant un temps très court. Le scanner à résonnance magnétique permet de montrer l'activité du cerveau. Celle-ci est nettement plus faible dans le cas d'une image subliminale que dans celui d'une image « normale ». Les zones concernées ne seraient pas celles qui s'occupent du sens mais de la forme des mots.

Utilisation

Cela n'empèchera pas certains de continuer à diffuser des messages subliminaux. Les exemples sont nombreux à la télévision. C'est le Conseil Supérieur de l'Audiovisuel, le CSA, qui décide d'éventuelles sanctions.

Conclusion

Pour finir, on peut dire qu'un signal aussi discret qu'une image subliminale aurait du mal à nous influencer compte tenu de la quantité d'informations qui arrive au cerveau chaque seconde via les différents médias.

L'imagerie cérébrale

Introduction

On appelle « imagerie médicale » l'ensemble des techniques permettant de produire des images de l'intérieur du corps depuis l'extérieur sans l'ouvrir. On utilise alors différents principes physiques dont les manifestations sont détectables à faible distance : ondes sonores ou électromagnétiques et rayonnements.

Ces phénomènes, pour fournir une image, doivent être détectables par nos appareils de mesure et produire des résultats différents selon les tissus observés. C'est ce qui permet, par exemple, de distinguer les os des muscles.

Le tableau suivant résume les principes physiques utilisés par les différents appareils ainsi que quelques statistiques :

Principe physiqueNom de la techniqueNombre d'appareils en FranceCoût d'un appareilCoût d'un examen
Rayons XScanner X470< 1 M €145 €
RadioactivitéTomographie et scintigraphie303 M €1000 €
Electromagnétisme nucléaireIRM3701,5 M €315 €

Ces techniques permettent l'étude du corps en général et donc du cerveau. Cependant, deux autres techniques, l'électroencéphalographie et la magnétoencéphalographie ont été mises au point uniquement pour l'étude du cortex cérébral.

À l'inverse, les ultrasons, nous allons voir pourquoi, ne sont pas utilisables pour l'exploration du cerveau.

Enfin, les mesures effectuées par les appareils doivent subir un traitement informatique pour reconstituer une images en trois dimensions ou même superposer les images obtenues par différents appareils.

Echographie

Les ultrasons, utilisés en échographie, se déplacent à des vitesses différentes dans les différents tissus du corps.

Mais notre boîte crânienne leur est imperméable, ce qui limite leur utilisation au corps : ils ne présentent aucun intérêt pour l'étude du cerveau.

EEG et MEG

L'Electro-Encéphalo-Graphie et la Magnéto-Encéphalo-Graphie consistent à mesurer l'activité du cerveau en appliquant des électrodes à la surface du crâne.

Ces électrodes mesurent le potentiel électrique (EEG) ou les variations du flux magnétique (MEG) du cortex cérébral. On obtient par ces mesures l'évolution de l'activité de chaque zone cérébrale.

Les avantages de l'EEG sont ses coût et encombrement extrêmement faibles. Le MEG à l'inverse est très encombrant et très coûteux car les capteurs, appelés « squids », doivent être maintenus dans de l'azote liquide. Enfin, seule l'activité du cortex, c'est-à-dire de la surface du cerveau, peut être mesurée.

Scanner X

Le scanner utilise le même principe que la radiographie, découverte en 1895 par le physicien allemand Röntgen, basée sur l'émission de rayons X. Ceux-ci traversent le corps humain, en étant plus ou moins absorbé par les tissus. Les os sont plus opaques que les muscles.

Mais le cerveau étant un tissu mou, pour l'observer avec un scanner, l'utilisation de produits de contrastes est donc indispensable. Ce sont ici des espèces chimiques imperméables aux rayons X, la plupart à base de diiode.

Dans le cas du cerveau, on peut donc observer le déplacement du produit de contraste et donc l'afflux sanguin dans les différentes parties de l'encéphale.

L'inconvénient majeur de cette technique est l'utilisation obligatoire d'un produit de contraste lors de l'exploration du cerveau.

Tomographie et scintigraphie

La Tomographie par Emission de Positrons (TEP) est très similaire à la scintigraphie.

La TEP utilise la radioactivité de type Bêta qui est la transformation d'un proton en un neutron plus un positron, réaction qui se produit notamment dans l'isotope 18 du Fluor.

La scintigraphie utilise la radioactivité gamma qui est la propriété de certains isotopes radioactifs (par exemple l'Iode 123) d'émettre un rayonnement gamma, c'est-à-dire une onde électromagnétique dont la longueur d'onde est comprise entre 10 pm et 10 fm.

On injecte donc au patient une quantité infime de produit de contraste radioactif et on suit le déplacement du produit dans le corps en détectant les positrons ou rayons gamma émis grâce à des capteurs spécifiques. On en déduit le déplacement du flux sanguin, lié à l'activité de chaque zone de notre encéphale.

Le principal défaut de cette technique est sa localisation peu précise des phénomènes observés : on observe des taches floues.

IRM

L'Imagerie par Résonance Magnétique se base sur les propriétés électromagnétiques du noyau de certains atomes. En effet, les noyaux atomiques ont tendance à s'aligner sur un champ magnétique que l'on leur impose. Si l'on lui superpose un autre champ plus important mais dans une direction différente, pendant un court instant, l'axe de rotation des noyaux des atomes bascule puis reprend progressivement son orientation initiale. Durant ce temps, appelé relaxation, il émet une radiation détectable par un instrument de mesure. La fréquence de cette radiation dépend de l'environnement de l'atome.

Dans le cas de l'IRM, ce sont les atomes d'Hydrogène qui sont concernés. En effet, notre corps est composé à 70 % d'eau et donc majoritairement d'Hydrogène.

Dans le cas du cerveau, on peut observer l'afflux sanguin dans les différentes parties du cerveau et en déduire l'activité de chaque zone de notre encéphale.

Les avantages de cette techniques sont de ne pas nécessiter d'injection de produits de contraste ainsi que sa très grande précision, meilleure que le millimètre. Mais ses coût et encombrement sont est très importants.

Traitement informatique

Les différentes techniques expliquées permettent seulement d'obtenir des coupes du corps, prises sous des angles différents. Pour reconstituer une image en 3D, des algorithmes informatiques ont été créés, comme celui de Feldkamp.

Pour combiner les avantages des différents appareils, certains logiciels permettent de fusionner les images obtenues. Par exemple :


Cette page en français a été créée par Peter à partir de sources multiples et d'un exposé scolaire, le 15 juin 2004 et modifiée pour la dernière fois le 24 août 2016. Son avancement est noté 2/3.