La capacité de visualiser in vivo les structures cérébrales mises en jeu par des tâches cognitives chez l’homme est en train de modifier en profondeur le domaine des sciences cognitives humaines. Pendant des décennies, l’étude de la cognition humaine se basait uniquement sur la méthode des lésions, soit l’étude de l’anatomie des lésions et des symptômes neuropsychologiques correspondants. L’avènement des techniques d’imagerie fonctionnelle, marqué par des progrès croissants en résolution spatio-temporelle, a fait naître une nouvelle discipline : les neurosciences cognitives dont l’image est le principal outil. Cette discipline jette un nouveau regard sur les relations entre cerveau et esprit, telles que définies en psychologie ou en neuropsychologie.

L'imagerie neurofonctionnelle est un domaine de recherche pluridisciplinaire, où le traitement du signal et des images est indispensable pour reconstruire et interpréter les données recueillies par les instruments. La disposition de méthodes d'analyse fiables et robustes et d'outils d'ergonomie facile est un atout majeur pour tous les utilisateurs d'imagerie cérébrale, ce qui leur permet de mieux interpréter et présenter leurs résultats. Les grands centres d'imagerie au niveau international ont de nombreuses équipes de développement de méthodes de traitement du signal et des images. Ils peuvent ainsi mettre à la disposition des utilisateurs de leurs centres, puis de la communauté internationale, des logiciels d'analyse, qui deviennent le plus souvent des standards dans la communauté et assurent une renommée internationale à ces centres.

L’objectif du workshop est de présenter les travaux de l’équipe IMPARABL (IMagerie PARamétrique de l’Activation et du métaBolisme cérébraL) qui se situent à l’interface des mathématiques, de l’imagerie cérébrale et de ses applications en neurosciences cognitives et cliniques.

L’équipe IMPARABL met en oeuvre des méthodes mathématiques pour la quantification des processus neuronaux incluant :
- la localisation spatiale des ensembles neuronaux distribués par l’analyse des activités métaboliques en IRMf (modèle linéaire généralisé et théorie Bayésienne).
- la localisation spatiale des ensembles neuronaux distribués par l’analyse des activités en EEG (maximum d’entropie en moyenne, modèle hiérarchique Bayésien, modèle graphique).
- la caractérisation temporelle des propriétés des ensembles neuronaux distribués (modèles biophysiques de l’hémodynamique, le métabolique et l’activité neuronale).
- la caractérisation des circuits neuronaux des processus cognitifs par l’étude des connectivités fonctionnelles par IRMf et par fusion multimodalité IRMf/EEG (graphes conditionnels et théorie Bayésienne des graphes, Bootstrap).

L’équipe IMPARABL met en oeuvre des outils logiciels pour la visualisation et la fusion multimodale pour :
- l’intégration de logiciels de visualisation et d’analyses dans le système BrainVISA.
- le développement d’interfaces « user friendly » pour l’analyse de données multimodales.

L’équipe IMPARABL traite des applications cognitives et cliniques :
S’appuyant sur l’ensemble de la méthodologie décrite ci-dessus, l’équipe IMPARABL s’intéresse particulièrement à la modélisation spatiale et temporelle de la plasticité cérébrale associée à :
- l’apprentissage, la consolidation et la rétention d’habilités motrices.
- la chirurgie des gliomes de bas grade intracérébraux

L’équipe IMPARABL de l’Institut National de la Santé Et de la Recherche Médicale (INSERM) unité 678 participe à l’entente entre le Centre de Recherches Mathématiques (CRM) et l'Unité de Neuroimagerie Fonctionnelle (UNF) du Centre de Recherche de l'Institut Universitaire de Gériatrie de Montréal (CRIUGM) .