Modèle Probabiliste de Sillons Corticaux :

Application à la Fusion de Données IRM et MEG




Mise en concurrence de méthodes de fusion inter-sujets pour la définition d'espaces probabilistes adaptés à l'observation d'activations cérébrales spécifiques

Ce schéma explicite la problématique que nous voulons aborder dans ce travail. La première phase consiste à recueillir les informations anatomiques et fonctionnelles en IRM et MEG. Ensuite le " Recalage Local " consiste à segmenter les sillons d'intérêts pour les modéliser en 3D. Ces sillons sont ensuite recalés sur la base d'un référentiel local (c.a.d. un référentiel lié au sillon étudié) pour permettre une analyse statistique des variations en forme et en position de ces sillons. Le modèle statistique est interprétable par l'intermédiaire de sa représentation " moyenne " et de ses principaux modes de déformation. Les activations des différents sujets peuvent être fusionnées dans cet espace statistique moyen pour en déduire des probabilités d'activation. Cette méthodologie sera ensuite comparée avec la chaîne de traitement " Recalage Global "

CONTEXTE

Un des objectifs de la neuro-imagerie fonctionnelle est de réaliser la cartographie des fonctions cérébrales. Un des problèmes majeurs lié à l'établissement de ces cartes fonctionnelles est la mise en correspondance de données recueillies chez des sujets différents. Cette mise en correspondance passe par l'utilisation du substrat anatomique, généralement abordé par le biais de l'Imagerie par Résonance Magnétique (IRM). L'IRM permet d'obtenir des représentations 3D précises de l'anatomie cérébrale et de visualiser facilement le cortex cérébral et ses composantes gyri et sillons, lieux de présence supposés de nombreuses fonctions cognitives étudiées. Plusieurs arguments peuvent être avancés sur l'intérêt d'une modélisation des sillons du cortex cérébral dans un processus de fusion anatomique et fonctionnelle :
 
  • Les sillons corticaux servent de repères associés à des régions fonctionnellement importantes.
  • Les sillons corticaux peuvent servir d'amers et donc de support à la fusion inter-sujets.
  • Les sillons corticaux peuvent servir comme aide à l'étiquetage des structures corticales.
  • Les sillons corticaux peuvent servir d'indices d'une organisation fonctionnelle.

    • OBJECTIF

    Ce projet est une contribution pour résoudre le problème de la modélisation statistique des sillons du cortex cérébral sur une population de sujets, et ceci à la fois sous l'angle numérique (description de modèles numériques analytiques et statistiques décrivant les sillons) que sous l'angle symbolique (représentation symbolique décrivant à la fois la nature d'un sillon ainsi que les relations qu'il partage avec son environnement anatomique et/ou fonctionnel chez un ou plusieurs sujets). Nous nous proposons d'une part de montrer l'intérêt de cette modélisation statistique pour l'interprétation de localisations spatio-temporelles recueillies chez plusieurs sujets en MagnétoEncéphalograpie. D'autre part, nous nous proposons de comparer cette approche de fusion à repère local avec des approches permettant la fusion d'activations cérébrales dans un espace standard obtenu après recalage global (linéaire ou non-linéaire) des cerveaux des différents sujets étudiés.

    COORDINATEUR

    Christian BARILLOT

    Tél.: (+33/0) 2 99 84 75 05
    Fax: (+33/0) 2 99 84 71 71
    Email : Christian.Barillot@irisa.fr
     

    PARTENAIRES DU PROJET

    Projet VISTA (Partenaire Principal)

    IRISA - Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Appliqués
    Unité de Recherche INRIA - CNRS de Rennes
    Campus Universitaire de Beaulieu
    35042 Rennes Cedex

    Contact : Christian Barillot

    Tél. : 02 99 84 71 00  -  Fax : 02 99 84 71 71
    Email : Christian.Barillot@irisa.fr
    Http:  www.irisa.fr/vista
     

    Laboratoire SIM (Signaux et Images en Médecine), UPRES EA 9606

    Faculté de Médecine, Université de Rennes I
    35043 Rennes Cedex

    Contact : Bernard Gibaud

    Tel: [+33 2 / 02] 99 33 68 63  -  Fax: [+33 2 / 02] 99 33 68 88
    Email: Bernard.Gibaud@univ-rennes1.fr
    Http: sim3.univ-rennes1.fr
     

    Projet EPIDAURE

    I.N.R.I.A. Sophia Antipolis
    2004, Route des Lucioles BP 93
    06902 Sophia Antipolis Cedex

    Contact : Gregoire.Malandain

    Tel: [+33 4 / 04] 93 65 79 26  -  Fax: [+33 4 / 04] 93 65 76 69
    Email: Gregoire.Malandain@sophia.inria.fr
    Http: www.inria.fr/epidaure/Epidaure-fra.html
     

    McConnell Brain Imaging Center

    Montreal Neurological Institute
    McGill University
    Montréal, Québec H3A 2B4, Canada

    Contact : Alan Evans

    Tel: (+1) (514) 398 1996  -  Fax: (+1) (514) 398 8948
    Email: alan.evans@bic-mni.mcgill.ca
    Http: www.bic.mni.mcgill.ca