Méthodes de recherche en biopsychologie

29 mars 2019
Les méthodes de recherche en biopsychologie représentent un grand progrès pour l’étude du cerveau. Grâce à ces méthodes, nous pouvons mieux comprendre le fonctionnement de notre organe le plus mystérieux. Mais quelles sont ces méthodes ?

Des auteurs tels que Dewsbury (1991) définissent la biopsychologie comme « l’étude scientifique de la biologie du comportement« . On parle aussi psychobiologie. Cependant, d’autres auteurs préfèrent le terme biopsychologie car « il indique une approche biologique de l’étude de la psychologie plutôt qu’une approche psychologique de l’étude de la biologie .

Grâce aux progrès scientifiques, les méthodes de recherche en biopsychologie ont connu une révolution majeure ces dernières années. Combien de vieux chercheurs ont-ils pensé venir observer le fonctionnement du cerveau en direct ? Les méthodes de recherche en biopsychologie sont nombreuses. Ceci étant, on se concentrera ici sur celles qui étudient ce qui se passe dans le cerveau dans certaines conditions.

biopsychologie

 

Méthodes de stimulation et de visualisation du cerveau humain

Observer et enregistrer l’activité cérébrale in vivo est une étape importante obtenue grâce aux différentes techniques développées au cours du XXe siècle. Des techniques qui ont indubitablement constitué une avancée dans la connaissance de notre organe le plus inconnu.

Contraste aux rayons X

Cette technique consiste à injecter une substance absorbant les rayons X dans l’une des parties du corps, ce qui permet d’observer un contraste entre elle et les tissus qui l’entourent.

L’angiographie cérébrale est une technique de contraste aux rayons X. On introduit un radio-colorant terne dans une artère cérébrale. L’objectif sera d’observer le système circulatoire cérébral tout en effectuant une radiographie. Cette technique est utile pour localiser les lésions vasculaires et les tumeurs cérébrales.

Tomodensitométrie (CT)

La structure du cerveau peut être visualisée avec la CT. Pendant le test, le patient s’allonge au centre d’un grand cylindre. Un tube à rayons X et un récepteur (placés diamétralement opposés) prennent séparément un grand nombre de photographies. Cela se produit lorsque l’émetteur et le récepteur pivotent autour de la tête du sujet.

On rassemble sur ordinateur les informations recueillies grâce aux photographies. Cette unification permet l’exploration à travers un plan horizontal du cerveau. Normalement, on peut faire cette exploration à travers huit ou neuf sections horizontales du cerveau (coupures). Une fois toutes les explorations combinées, on obtient une représentation tridimensionnelle du cerveau.

Résonance Magnétique Nucléaire (RMN)

La RMN permet la réalisation d’images à haute résolution grâce aux différentes ondes que les atomes d’hydrogène émettent lorsqu’ils sont activés par des ondes radiofréquences dans un champ magnétique. Cette technique fournit une haute résolution spatiale et produit des images en trois dimensions.

Tomographie par Emission de Positrons (TEP)

La TEP fournit des images de l’activité cérébrale plutôt que de la structure elle-même. Pour obtenir ces images, du 2-désoxyglucose (2-DG) radioactif est injecté dans l’artère carotide du sujet. Les neurones actifs absorbent rapidement la 2-DG et, comme ils ne la métabolisent pas, la 2-DG s’accumule jusqu’à ce qu’elle se dégrade progressivement. De cette manière, on observe quels neurones sont actifs à un moment donné au cours de différentes activités.

Imargerie par Résonance Magnétique fonctionnelle (IRMf)

L’IRMf offre des images de l’augmentation de l’apport d’oxygène dans le sang aux régions de l’encéphale. Il s’agit donc d’une technique très efficace dans la mesure de l’activité cérébrale. Elle présente 4 avantages supplémentaires par rapport au TEP. En effet, elle :

  • Ne nécessite pas d’injection
  • Fournit des informations à la fois fonctionnelles et structurelles
  • •Offre une meilleure résolution spatiale
  • Peut fournir des images en trois dimensions de tout l’encéphale
recherche en biopsychologie

Magnétoencéphalographie

Elle mesure les changements dans les champs magnétiques qui se produisent à la surface du cuir chevelu. Ces changements sont produits par les variations dans les modèles qui sous-tendent l’activité neuronale.

Stimulation Magnétique Transcrânienne (TMS)

Walsh et Rothwell (2000) soulignent que la TMS « consiste en une technique permettant de modifier l’activité d’une zone du cortex en créant un champ magnétique« . Cette technique permet d’« éteindre » temporairement une partie du cerveau tout en évaluant les effets de cette panne sur le comportement et la cognition.

Méthodes nuisibles

Les méthodes préjudiciables sont celles qui détruisent une zone du cerveau pour vérifier son effet sur le comportement.

  • • Blessures d’aspiration : on a généralement recours à cette méthode pour causer une blessure dans une zone du tissu cortical visible à l’œil nu. Le tissu est extrait à l’aide d’une pipette en verre à bout fin.
  • • Blessures de radiofréquence : il s’agit de petites lésions sous-corticales. Pour cela, on utilise une électrode qui canalise un courant haute fréquence à travers le tissu à détruire. La taille et la forme de la lésion dépendent de trois facteurs:
    • Durée
    • Intensité du courant
    • Configuration de la pointe de l’électrode
    • Coupes au scalpel : elles consistent à sectionner la zone du cerveau que vous souhaitez détruire
    • Blocage par le froid : cette technique est réversible. Au lieu de détruire la structure, on la refroidit afin de la maintenir au-dessus du point de congélation. Les neurones cessent d’émettre des signaux, ce qui bloque le fonctionnement de la région cérébrale refroidie. De cette manière, on peut observer quelles modifications de comportement provoquent les zones d’intervention. Une fois que la température est redevenue normale, les fonctions cérébrales normales sont rétablies.

Stimulation électrique

Une autre méthode de recherche en biopsychologie est la stimulation électrique. Une structure du système nerveux est stimulée électriquement pour obtenir des données sur son fonctionnement. On utilise généralement une électrode bipolaire.

Cette stimulation déclenche les neurones et modifie leur comportement. Habituellement, elle provoque souvent l’effet inverse des blessures. Si, par exemple, une personne diminue considérablement ses heures de sommeil en raison d’une blessure, la stimulation peut apparaître comme un comportement de sommeil disproportionné.

Méthodes nuisibles avec enregistrement électrophysiologique

  • • Enregistrement intracellulaire d’une unité : cette technique consiste en l’introduction d’une microélectrode à l’intérieur d’un neurone. Fournit un enregistrement des fluctuations graduelles du potentiel de membrane du même.
  • • Enregistrement extracellulaire d’une unité : on place une microélectrode dans le fluide extracellulaire entourant le neurone à travers lequel les tirs de neurones sont collectés. Cependant, il ne collecte pas d’informations sur la puissance de la membrane.
  • • Enregistrement de plusieurs unités : dans ce cas, la pointe de l’électrode est plus grosse que celle d’une microélectrode, de sorte qu’elle capte les signaux de plusieurs neurones en même temps. Les potentiels d’action détectés sont dirigés vers un circuit qui les intègre et les ajoute.
  • • Enregistrement EEG invasif : dans ce cas, on implante des électrodes. Lors de la recherche de registres de signaux EEG corticaux, on utilise des électrodes crâniennes en acier inoxydable. Pour les signaux sous-corticaux, on utilise généralement des électrodes de câble implantées par chirurgie stéréotaxique.

 

Méthodes de recherche en biopsychologie: un long chemin à parcourir

Vous venez de découvrir toutes les méthodes de recherche les plus représentatives en biopsychologie. Cependant, il existe également d’autres méthodes de recherche en biopsychologie qui étudient d’autres zones du corps. Parmi elles, on peut trouver : la mesure de la tension musculaire, l’enregistrement des mouvements des yeux, la conductivité de la peau ou l’activité cardiovasculaire.

Sans aucun doute, les progrès des méthodes de recherche en biopsychologie au cours des dernières années ont été spectaculaires, mais pas pour cette raison. C’est-à-dire que dans quelques années, de nouvelles techniques peuvent émerger, que nous ne pouvons même pas imaginer pour le moment. Tout cela contribuera à l’évolution des neurosciences qui, à leur tour, contribueront à améliorer la qualité de vie de nombreuses personnes touchées par un type de trouble neuronal.