Nous choisissons de nous intéresser ici à l'IRM et à son fonctionnement. En effet, il est à savoir que dans l'étude que nous menons, la répartition des aires du langage ou de l'écriture est importante puisque nous nous basons sur le cerveau et les techniques d'imagerie médicale permettent d'ausculter l'intérieur du cerveau avec plus ou moins de précisions.

 

Petit focus historique sur l'IRM

 

Les techniques d'imagerie médicale ont revolutionné la science du XXe siècle car ce sont des outils très précieux dans la recherche scientifique et une aide précieuse dans la réalisation de diagnostics.

 

On sait que pour connaître les zones du cerveau qui sont activées lors de la perception visuelle, on utilise des techniques d'imagerie médicale (IRM, TEP) qui sont en général basées sur la mesure du débit sanguin qui augmente quand la zone du cerveau est active.

 

On parlera ici d'imagerie fonctionnelle car elle est utilisée pour suivre en continu les différents aspects du métabolisme liés à la parole, l'écriture, la lecture ou encore les émotions.

 

L'imagerie fonctionnelle aussi appelée " Imagerie par Résonance Magnétique " ou IRM est une technique d'imagerie médicale basée sur la RMN donc la Résonnance Magnétique Nucléaire.

 

L'idée de résonance magnétique nucléaire fut intellectualisée par F. Bloch et E.-M Purcell dans les années 1940 et grâce à laquelle ils reçurent le prix nobel de physique en 1952.

 

On réalisa donc après de nombreuses années de conception et de réflexion, la première image fonctionnelle d'un être humain à la fin des années 1970. 

 

Principes et fonctionnement

 

L'IRM permet aux scientifiques d'étudier les zones du cerveau réceptives ou actives lors d'une activité comme la lecture d'un texte, l'observation d'une image ou la réalisation d'un dessin. Cette technique, qui a largement bouleversé l'imagerie médicale, permet de cartographier précisèment et en 3D, la teneur en hydrogène des différents tissus composants le corps humain.

 

 

Le spin est une grandeur physique à la base de l'IRM (qui sous-entend l'IRM du proton). Il est également essentiel à la mécanique quantique tout en sachant que To spin en anglais signifie " Tourner sur soi-même ". C'est donc une propriété inhérente de chaque particule élémentaire et des noyaux atomiques. Toute particule élémentaire a un spin.

 

 

 

Nous savons que les principaux éléments constitutifs des tissus de notre organisme sont l'Hydrogène, le Carbone et l'Oxygène et qu'ils sont présents dans notre corps dans des proportions différentes en fonction de l'état et de l'activité de l'organe étudié.

 

Nous savons de ce fait que le noyau d'un atome d'hydrogène est constitué d'un unique proton possédant cette propriété particulière : le "spin".

 

Le nombre de spin est nul pour le noyau de Carbone, d'Oxygène et d'Azote parce qu'il y a un nombre de nucléons pair donc il s'annule. Néanmoins, celui de l'Hydrogène est le seul à ne pas avoir de spin nul. Le noyau d'hydrogène et le proton désignent donc la même chose.

 

Un champ magnétique est un ensemble de vecteurs situés à divers endroits de l'espace. Le proton est comme un petit aimant s'alignant ou s'anti-alignant sur le champ magnétique; ce phénomène crée des ondes radios perçues lors de l'IRM. Ainsi, une Onde ElectroMagnétique (OEM) peut être interprétée comme une onde ou comme un photon.

 

L'IRM est donc basée sur le spin des protons et en particulier le proton de l'atome d'hydrogène.

 

Le spin du noyau d'hydrogène est excité de manière résonnante (pour une fréquence bien définie, le spin bascule de bas vers haut et inversement) puis est soumis à un champ magnétique qui inverse l'orientation de celui-ci entre l'état haut et l'état bas.