ÉlectroencéphalographieL'électroencéphalographie (EEG) est une méthode d'exploration cérébrale qui mesure l'activité électrique du cerveau par des électrodes placées sur le cuir chevelu souvent représentée sous la forme d'un tracé appelé électroencéphalogramme. Comparable à l'électrocardiogramme qui permet d'étudier le fonctionnement du cœur, l'EEG est un examen indolore et non invasif qui renseigne sur l'activité neurophysiologique du cerveau au cours du temps et en particulier du cortex cérébral soit dans un but diagnostique en neurologie, soit dans la recherche en neurosciences cognitives.
Rythme cérébralUn rythme cérébral (appelé aussi activité neuro-électrique) désigne l'oscillation électromagnétique émise par le cerveau des êtres humains, mais également de tout être vivant. Le cortex frontal qui permet la cognition, la logique et le raisonnement est composé de neurones qui sont reliés entre eux par des synapses permettant la neurotransmission. Mesurables en volt et en hertz, ces ondes sont de très faible amplitude : de l'ordre du microvolt (chez l'être humain), elles ne suivent pas toujours une sinusoïde régulière.
Codage neuronalLe codage neuronal désigne, en neurosciences, la relation hypothétique entre le stimulus et les réponses neuronales individuelles ou globales. C'est une théorie sur l'activité électrique du système nerveux, selon laquelle les informations, par exemple sensorielles, numériques ou analogiques, sont représentées dans le cerveau par des réseaux de neurones. Le codage neuronal est lié aux concepts du souvenir, de l'association et de la mémoire sensorielle.
Neurosciences computationnellesLes neurosciences computationnelles (NSC) sont un champ de recherche des neurosciences qui s'applique à découvrir les principes computationnels des fonctions cérébrales et de l'activité neuronale, c'est-à-dire des algorithmes génériques qui permettent de comprendre l'implémentation dans notre système nerveux central du traitement de l'information associé à nos fonctions cognitives. Ce but a été défini en premier lieu par David Marr dans une série d'articles fondateurs.
Imagerie cérébraleLimagerie cérébrale (dite aussi neuro-imagerie) désigne l'ensemble des techniques issues de l' qui permettent d'observer le cerveau, en particulier lorsqu'un individu exécute une tâche cognitive. L'observation du cerveau par autopsie est imprécise et incomplète en ce qu'elle se limite à l'analyse d'un état figé qui ne peut rendre compte d'effets liés aux évolutions dans l'organe vivant. Le premier effort connu de neuro-imagerie visant à dépasser cette limite a été la « balance de circulation humaine » de Angelo Mosso développée dans les années 1880.
Interface neuronale directethumb|250px|Schéma d'une interface neuronale directe. Une interface neuronale directe - abrégée IND ou BCI ou encore ICM (interface cerveau-machine, ou encore interface cerveau-ordinateur) est une interface de communication directe entre un cerveau et un dispositif externe (un ordinateur, un système électronique...). Ces systèmes peuvent être conçus dans le but d'étudier le cerveau, d'assister, améliorer ou réparer des fonctions humaines de cognition ou d'action défaillantes. L'IND peut être unidirectionnelle ou bidirectionnelle.
Réseau de neurones (biologie)En neurosciences, un réseau de neurones correspond, schématiquement : Soit à un nombre restreint de différents neurones interconnectés, qui ont une fonction précise, comme le ganglion stomatogastrique qui contrôle l'activité des muscles de l'estomac des crustacés. Soit à un grand nombre de neurones similaires interconnectés, qui ont des fonctions plus cognitives, comme les réseaux corticaux qui permettent entre autres la catégorisation.
Rythme deltaLe rythme delta ou onde delta est un des rythmes cérébraux ou oscillations électroencéphalographiques résultant de l'activité électrique du cerveau. Ce rythme correspond à une plage de fréquences ne dépassant pas 4 Hz. Le rythme delta est principalement celui de l'endormissement du jeune enfant : il diminue après cinq ans. D'aspect sinusoïdal plus ou moins diffus, il peut être visible dès l'âge de six mois et même avant. Électroencéphalographie quantitative Rythme thêta Rythme alpha Rythme Mu Rythme bêta C
Rythme alphaLe rythme alpha désigne un rythme cérébral, c'est-à-dire une oscillation électroencéphalographique (EEG) résultant de l'activité électrique du cerveau, dont la fréquence est comprise entre 7,5 et . Le rythme alpha se manifeste lorsque la personne enregistrée éveillée ferme les yeux et se détend. De par leur grande amplitude, les ondes alpha furent les premiers signaux identifiés par l'inventeur de l'EEG, Hans Berger. M. A. B. Brazier, The Electrical Activity of the Nervous System, London, Pitman, 1970. Cat
Modèles du neurone biologiquevignette|390x390px|Fig. 1. Dendrites, soma et axone myélinisé, avec un flux de signal des entrées aux dendrites aux sorties aux bornes des axones. Le signal est une courte impulsion électrique appelée potentiel d'action ou impulsion. vignette|Figure 2. Évolution du potentiel postsynaptique lors d'une impulsion. L'amplitude et la forme exacte de la tension peut varier selon la technique expérimentale utilisée pour acquérir le signal.
Gamma waveA gamma wave or gamma rhythm is a pattern of neural oscillation in humans with a frequency between 25 and 140 Hz, the 40 Hz point being of particular interest. Gamma rhythms are correlated with large scale brain network activity and cognitive phenomena such as working memory, attention, and perceptual grouping, and can be increased in amplitude via meditation or neurostimulation. Altered gamma activity has been observed in many mood and cognitive disorders such as Alzheimer's disease, epilepsy, and schizophrenia.
MagnétoencéphalographieLa magnétoencéphalographie (MEG) est une technique de mesure des champs magnétiques induits par l'activité électrique des neurones du cerveau. Cette technique est employée avec une visée clinique en neurologie (notamment pour l'étude de l'épilepsie) mais aussi en cardiologie, ainsi que dans la recherche en neurosciences cognitives. Les champs magnétiques mesurés étant extrêmement faibles (de l'ordre de quelques femtoteslas), la MEG utilise un appareillage basé sur des magnétomètres à SQUID placé dans une pièce isolée magnétiquement par du mu-métal.
Functional neuroimagingFunctional neuroimaging is the use of neuroimaging technology to measure an aspect of brain function, often with a view to understanding the relationship between activity in certain brain areas and specific mental functions. It is primarily used as a research tool in cognitive neuroscience, cognitive psychology, neuropsychology, and social neuroscience.
Rythme Mulien=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/ee/Eeg_alpha.svg/300px-Eeg_alpha.svg.png|alt=Single lead EEG readout|vignette|300x300px| Un deuxième échantillon d'oscillations EEG alpha. Ce rythme se produit à des fréquences similaires au rythme mu, bien que des oscillations alpha soient détectées sur une partie différente du cerveau. lien=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/db/Motor_cortex.PNG/220px-Motor_cortex.
Imagerie par résonance magnétique fonctionnellethumb|Détection par l'IRMf de l'activation des régions du cerveau impliquées dans la perception visuelle. L’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) est une application de l' permettant de visualiser, de manière indirecte, l'activité cérébrale. Il s'agit d'une technique d'imagerie utilisée pour l'étude du fonctionnement du cerveau. Elle consiste à enregistrer des variations hémodynamiques (variation des propriétés du flux sanguin) cérébrales locales minimes, lorsque ces zones sont stimulées.
ÉlectrophysiologieL'électrophysiologie (du grec el, elektron, el, physis, nature, et -el, -logia, étude) est l'étude des phénomènes électriques et électrochimiques qui se produisent dans les cellules ou les tissus des organismes vivants et, en particulier, dans les neurones et les fibres musculaires et chez les plantes sensitives (étudiées depuis le début du siècle de ce point de vue, dont par Jagadish Chandra Bose). Elle implique la mesure de différences de tensions ou de courants électriques à différentes échelles biologiques, du canal ionique isolé, jusqu'à des organes entiers, comme le cœur.
Microelectrode arrayMicroelectrode arrays (MEAs) (also referred to as multielectrode arrays) are devices that contain multiple (tens to thousands) microelectrodes through which neural signals are obtained or delivered, essentially serving as neural interfaces that connect neurons to electronic circuitry. There are two general classes of MEAs: implantable MEAs, used in vivo, and non-implantable MEAs, used in vitro. Neurons and muscle cells create ion currents through their membranes when excited, causing a change in voltage between the inside and the outside of the cell.
Models of neural computationModels of neural computation are attempts to elucidate, in an abstract and mathematical fashion, the core principles that underlie information processing in biological nervous systems, or functional components thereof. This article aims to provide an overview of the most definitive models of neuro-biological computation as well as the tools commonly used to construct and analyze them.
Réseau de neurones à impulsionsLes réseaux de neurones à impulsions (SNNs : Spiking Neural Networks, en anglais) sont un raffinement des réseaux de neurones artificiels (ANNs : Artificial Neural Networks, en anglais) où l’échange entre neurones repose sur l’intégration des impulsions et la redescente de l’activation, à l’instar des neurones naturels. L’encodage est donc temporel et binaire. Le caractère binaire pose une difficulté de continuité au sens mathématique (cela empêche notamment l’utilisation des techniques de rétropropagation des coefficients - telle que la descente de gradient - utilisées classiquement dans les méthodes d'apprentissage).
Neurosciencesthumb|250px|Dessin de neurones du cervelet de pigeon par Santiago Ramón y Cajal (1899). Les neurosciences sont les études scientifiques du système nerveux, tant du point de vue de sa structure que de son fonctionnement, depuis l'échelle moléculaire jusqu'au niveau des organes, comme le cerveau, voire de l'organisme tout entier. Le champ de la recherche en neurosciences est un champ transdisciplinaire : la biologie, la chimie, les mathématiques, la bio-informatique ainsi que la neuropsychologie sont utilisées en neurosciences.
