Comment les mécanismes d’interprétation du cerveau modifient-ils la perception d’événements et leur chronologie ? C’est l’une des questions auxquelles Laetitia Grabot, aujourd’hui en post-doctorat à l’INCC (Université Paris Cité) après un cursus d’ingénieure à Grenoble INP - Phelma, UGA, et une thèse au CEA Paris-Saclay, tente de répondre.
Elle étudie en particulier le déplacement des oscillations cérébrales, un signal impliqué dans tous les aspects de la cognition : mémoire, perception du temps, attention portée aux choses, etc. « L’approche classique consiste à étudier les fluctuations de l’activité cérébrale dans le temps à une zone donnée du cerveau, et à faire le lien avec les différentes fonctions cognitives, explique Laetitia Grabot. Or, on s’est aperçu qu’en réalité cette activité se propage, un peu à l’image d’une onde à la surface de l’eau. Pour observer ce déplacement, il faut une bonne résolution spatiale, ce qui n’est possible que sur des patient·es doté·es d’électrodes implantées dans le cerveau, et limite grandement les possibilités de recherche ! » L’originalité des travaux de Laetitia Grabot est de développer un modèle mathématique permettant de simuler cette propagation de manière totalement non invasive.
Le cortex visuel comme cas d’étude
Pour cela, elle utilise des données électroencéphalographiques, l’électroencéphalogramme (EEG) enregistrant une activité à l’aide d’électrodes simplement posées sur la tête, et fait le lien entre les données EEG et la propagation des oscillations cérébrales. Elle utilise dans un premier temps un cas simple, celui du cortex visuel, lequel présente la particularité de se comporter de façon linéaire et permet de cartographier facilement l’activité cérébrale en offrant une correspondance entre le champ visuel et la localisation des neurones activés dans l’aire visuelle. « Si je présente un flash lumineux en haut à droite du champ visuel d’une personne, je sais exactement où se situent les neurones qui vont être activés en réponse. C’est ce qu’on appelle la propriété rétinotopique de l’aire visuelle primaire. » Concrètement, elle crée des vagues dans le cortex de volontaires en envoyant des flashs à une certaine fréquence, et utilise les jeux de données EEG ainsi obtenus pour créer son modèle. Ce dernier, qui devrait être publié d’ici un an, permet déjà de détecter la présence d’une « vague » d’activité et sa direction de propagation dans le cerveau.
Le résultat de ces travaux devrait, à terme, offrir un outil supplémentaire pour la communauté scientifique, et permettre de mieux comprendre le fonctionnement global du cerveau. A plus long terme, il pourrait par exemple contribuer à mieux comprendre les troubles de l’attention tels que l’hyperactivité. Il pourrait également aider à améliorer les performances des interfaces cerveau-machine, comme celles des patient.es doté.es de prothèses commandées par la pensée.
La dotation de 20000 euros accordée par la Fondation L’Oréal-Unesco sera utilisée par la jeune chercheuse pour réaliser un film de vulgarisation sur son activité.
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