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Toulouse NeuroImaging Center (2016-....).

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Works: 10 works in 19 publications in 2 languages and 19 library holdings
Roles: Other
Publication Timeline
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Most widely held works by Toulouse NeuroImaging Center (2016-....).
Développement des outils d'imagerie par résonance magnétique nécessaires à l'étude du chien, du cheval et du mouton en neuroimagerie by Samuel Boucher( Book )

2 editions published in 2019 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

De plus en plus fréquemment, les études précliniques sur modèle animal utilisent les acquisitions IRM. Cependant, l'acquisition d'images à partir d'un cerveau animal présente certaines différences avec celle réalisée chez l'Homme, qui demande donc des adaptations des séquences. Une fois l'acquisition réalisée, le second problème concerne les outils et la méthodologie disponible pour le post-traitement des images. Effectivement, ces outils existent tous chez l'Homme (Template, Atlas, Outils de normalisation et segmentation), mais peu de modèles animaux en disposent. Ainsi, la littérature et les ressources méthodologiques sont très pauvres en ce qui concerne le Chien, pourtant de plus en plus utilisé comme modèle d'étude en neurosciences. Dans cette étude, nous nous sommes principalement concentrés sur la mise en place de ces outils chez le Beagle. Pour cela, 23 chiens de laboratoire sans troubles neurologiques ont été anesthésiés pour passer des acquisitions dans une IRM 3 Tesla. Le protocole d'acquisition consistait en une pondération T1 et T2, et DTI. Pour la première fois, des Templates pondérés T1, T2 et DTI à la fois in-vivo et post-mortem ont été mis en place. De plus les Templates DTI permettent une tractographie et ainsi plusieurs ensembles de fibres ont pu être reconstruits (Cingulum, Corpus Callosum, Fornix, Capsule Interne et Commissure rostrale). En plus des indices IRM, des coupes histologiques ont été réalisées à partir d'un encéphale de Beagle provenant de la cohorte d'étude. Deux colorations ont été réalisées : une pour la myéline et l'autre pour la substance de Nissl. Les coupes histologiques ont été corrélées avec les différents Templates IRM. Le principe est de permettre à un utilisateur d'avoir la correspondance d'un voxel du Template ou d'une de ces acquisitions normalisées avec les coupes histologiques. De plus, cette étude a aussi permis la mise en place de différents outils méthodologiques qui ont pu être adaptés à l'étude d'autres espèces animales : le Chat, la Brebis et le Cheval
Etude multimodale des adaptations neuromusculaires impliquées dans l'altération du mouvement en post-AVC : effets des injections de toxine botulique combinées à la rééducation by Alexandre Chalard( Book )

2 editions published in 2020 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Spastic paresis is a disabling motor syndrome occuring after a brain injury such as a stroke. Considered as a neural disorder, spastic paresis associates motor paresis and antagonist overactivity. From a biomechanical point of view, the motor impairment after stroke can be both a combination of paresis and resistance to movement. As a result, there is several potential mechanisms contributing to the active movement limitation and motor impairment. Although botulinum toxin injection is a first line treatment for managing muscle overactivity through a reduction in antagonist over-activity, the changes following botulinum toxin injection on motor function, spastic cocontraction and cortical oscillatory activity remain scarcely described. Thus, the main objectives of this thesis were to (1) investigate the clinical features and the neuromuscular mechanisms underlying the motor impairment, (2) investigate the link between the cortical oscillatory activity and spastic cocontraction and (3) probe the neuromuscular plasticity after botulinum toxin injection associated with rehabilitation. For this purpose, we adopted a multimodal approach that includes clinical, biomechanical and neurophysiological investigations. Our results revealed that spastic cocontraction is a major factor associated with the motor impairment and the active movement limitation. Our results also revealed that a cortical oscillatory decreased may reflect an important neural mechanism underlying spastic cocontraction. After a botulinum toxin injection we observed a spastic cocontraction decreased, a moderate motor function improvement, and we observed a modulation of the cortical oscillatory activity. The overall results of this thesis suggest that spastic cocontraction primarly contributes to the motor impairment, and a supra-spinal origin. Finally, our results support the idea of a certain brain plasticity and motor function improvement following botulinum toxin injection
Développement et validation d'une méthode de relaxométrie T2* bi-exponentielle en IRM cérébrale by Maxime Michaud( Book )

2 editions published in 2020 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

L'accumulation de fer joue un rôle clé dans la physiologie du vieillissement cérébral et dans la physiopathologie des maladies neurodégénératives, telles que la maladie de Parkinson (MP) et l'atrophie multi-systématisée (AMS). La quantification du fer intracérébral par Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) est un enjeu majeur de la neuroimagerie actuelle. Pour mesurer l'accumulation de fer, une approche de l'IRM quantitative est la détermination des caractéristiques de relaxation des tissus T2* (R2*=1/T2*). La cartographie R2* est généralement calculée en ajustant le signal de décroissance T2* des données d'acquisition multiécho de gradient par un ajustement mono-exponentiel. Des études récentes suggèrent un T2* multi-exponentiel pour caractériser les tissus au niveau sous-voxel. L'utilité clinique de ces dernières méthodes n'est pas encore établie. L'acquisition multiécho de gradient est perturbée par le bruit, introduisant un biais dans une régression mono-exponentielle et encore plus dans une régression multi-exponentielle. Dans cette thèse, nous avons proposé de développer une méthode de traitement des images cérébrales multiécho T2* permettant une résolution bi-exponentielle (Bi-R2*). Pour s'affranchir du faible rapport signal/bruit de ces images, un travail sur la réduction du bruit a été conduit. Des études de simulation numérique de décroissance du signal ont permis de déterminer un critère de sélection à la détermination des niveaux sous-voxels pour la méthode Bi-R2*. La validité de la méthode a été testée par d'autres simulations, par une étude sur fantôme IRM et par une étude de sujets sains jeunes. Nous avons ainsi proposé une méthode d'acquisition T2* optimisant la résolution bi-exponentielle. Enfin, nous avons utilisé la méthode bi-exponentielle sur des données d'IRM T2* de deux études précédentes (où la méthode d'acquisition T2* n'est pas optimale) ont été analysées : (i) une étude visant les modifications cérébrales liées au vieillissement normal (ii) une étude visant à déterminer les modifications cérébrales entre différentes pathologies neurodégénératives. L'objectif de cette dernière partie est de savoir si la méthode bi-exponentielle apporte des informations pertinentes supplémentaires à la méthode classique mono-exponentielle
Substrats cognitifs et neuronaux de l'anosognosie dans la maladie d'Alzheimer typique et atypique : étude en neuropsychologie et imagerie multimodale by Laura Guerrier( Book )

2 editions published in 2019 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

La non-conscience de ses propres symptômes est un phénomène fréquemment retrouvé dans la maladie d'Alzheimer (MA). Ce phénomène appelé anosognosie, principalement reporté dans la forme typique de la MA, implique une absence de conscience de ses propres difficultés cognitives pouvant conduire d'une part, à des situations de mise en danger de la part du patient, et d'autre part, à un retard de diagnostic. L'origine de ce phénomène étant encore débattue, trois études se sont ici portées sur l'étude des substrats cognitifs et neuronaux de ce phénomène dans la forme typique de la maladie d'Alzheimer. Les investigations menées en imagerie structurelle et métabolique ont pu mettre en évidence une altération du cortex cingulaire antérieur dorsal en lien avec ce phénomène d'anosognosie. L'étude fonctionnelle a, quant à elle, pu mettre en évidence une diminution de la connectivité entre le précunéus et le cortex cingulaire antérieur prégénual. Ces régions clés du réseau par défaut permettent la mise à jour du soi, maintenant ainsi un sentiment de continuité au cours du temps. Au sein d'une quatrième étude, le lien entre la méconnaissance des troubles et le retard de diagnostic a été investigué dans l'atrophie corticale postérieure. Nous avons ainsi pu mettre en évidence que la plainte visuelle et gestuelle émise par le patient ne serait pas le reflet exact de ses déficits, tant sur le plan cognitif que sur le plan métabolique. Il semblerait que dans cette forme atypique de la maladie d'Alzheimer, les patients aient également des difficultés à caractériser pleinement leurs déficits
Corrélats comportementaux, neurophysiologiques et neuropsychologiques des mouvements miroirs chez le sujet sain et le patient cérébro-lésé by Joseph Tisseyre( Book )

2 editions published in 2019 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Les mouvements bimanuels symétriques représentent le comportement coordonné par défaut du système nerveux central. Ainsi, l'exécution de tâches motrices strictement unimanuelles nécessite un réseau cérébral capable de limiter la production de mouvements bimanuels symétriques. Une altération ou un dysfonctionnement transitoire de ces circuits neuronaux peut alors conduire à l'apparition de mouvements miroirs (MM), qui sont définis comme des mouvements ou des contractions involontaires impliquant les muscles homologues controlatéraux à ceux du mouvement volontaire. Qu'ils soient particulièrement discrets chez l'adulte sain ou exacerbés dans différentes conditions pathologiques, les MM semblent survenir de façon asymétrique entre les membres supérieurs droit et gauche. Néanmoins, les conditions d'apparition de cette asymétrie ainsi que les corrélats cérébraux associés restent à ce jour mal compris. Ainsi, les principaux objectifs de ce travail de thèse étaient de (1) rechercher les conditions d'apparition de l'asymétrie comportementale des MM chez l'adulte sain droitier et le patient cérébro-lésé, (2) investiguer les corrélats cérébraux moteurs, attentionnels et exécutifs de l'asymétrie comportementale des MM chez l'adulte sain droitier et (3) explorer l'existence d'un lien entre les fonctions attentionnelles et exécutives et les MM chez l'adulte sain et le patient cérébro-lésé. Pour ce faire, nous avons adopté une approche multimodale incluant des investigations au niveau comportemental, neurophysiologique et neuropsychologique. Nos résultats révèlent que l'asymétrie comportementale des MM dépend du type de tâche réalisé (niveau de force et aspect rythmique de la tâche unimanuelle) et mettent en évidence une asymétrie cérébrale avec des activations ipsilatérales motrices plus importantes lors d'un mouvement unimanuel gauche qu'un mouvement unimanuel droit chez l'adulte sain droitier. Une majoration des activations attentionnelles et exécutives a également été observée chez l'adulte sain lors d'une tâche favorisant l'apparition asymétrique des MM. Enfin, une évaluation neuropsychologique nous a permis de mettre en évidence l'existence d'un lien entre le degré de contrôle exécutif et l'apparition des MM des adultes sains et des patients cérébro-lésés. [...]
Distance entre distributions : application à l'imagerie médicale et à l'aéronautique by Sana Rebbah( Book )

2 editions published in 2019 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

In the medical field, over the past two decades, a growing number of quantitative image analysis have been developed including regions of interest analysis, voxel-by-voxel analysis and histogram analysis. The latter is widely use in Multiple Sclerosis research to quantify the diffuse pathological prominent in this disease. A disadvantage of this approach is that all the information included in the histogram is not exploited; only arbitrary measures are chosen to describe the histogram; including the average, the median, the percentiles... Thus, first, we proposed to integrate in a classifier all the information included in the histogram and not just some local descriptors, in order to improve the classification performance of the Multiple Sclerosis populations (i.e. groups in therapeutic trials and in fine groups at different prognosis). Thereafter, given that the histogram is an overly simplistic estimate of a probability distribution, we present one of the possible applications of information geometry on probability distributions and we demonstrate the interest of using non-Euclidean geometry in the context of the Alzheimer's disease population classification. Furthermore, we have made the analogy with the field of aeronautics, specifically in the study of flight delays. Indeed, the analysis currently carried out is at a macroscopic level and provides an indicator of average delay, without considering the intermediate mechanisms that may lead to the final delays. Thus, in the clustering of airport delays, we have replaced the average indicator with a more complete parametric statistical model: Distributions
Approche par IRM multiparamétrique pour le tronc cérébral by Germain Arribarat( Book )

2 editions published in 2018 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Reliant le cerveau à la moelle épinière, le tronc cérébral (TC) est une zone de convergence des voies motrices et sensitives. Il comporte différents noyaux, responsables de diverses fonctions comme la motricité, la régulation des rythmes respiratoires et cardiaques, l'origine de nerfs crâniens. Malgré une importance dans différentes pathologies neurodégénératives, l'exploration in vivo du TC reste encore aujourd'hui un enjeu à relever. La résolution employée, le faible contraste et sa localisation rendent son étude difficile en imagerie par résonance magnétique (IRM) conventionnelle. A partir de différentes séquences IRM avancées, nous avons réalisé, chez une population de patients parkinsoniens, une étude de la substance noire (SN), zone située dans la partie haute du TC. Les résultats montrent que l'imagerie du fer associée à l'imagerie de l'eau libre suggère des processus physiopathologiques sous-jacents différents. Néanmoins, aux vues de la taille des structures étudiées, le besoin de précision reste nécessaire pour une identification avec plus de fiabilité. L'originalité de la proposition est de développer une méthode dédiée au TC, afin de pallier au mieux, les difficultés de son observation. Par une optimisation des acquisitions IRM, et plusieurs traitements d'images, les résultats obtenus montrent la possibilité d'identifier facilement certaines structures et une stabilisation des valeurs quantitatives. Pour terminer, toujours dans l'objectif de l'amélioration des mesures IRM, nous nous sommes intéressés à l'IRM sur pièces anatomiques humaines. L'IRM post-mortem est utilisé dans le cadre de cette thèse pour la mise en évidence et la quantification des métaux (fer) et la corrélation avec des techniques histologiques
Effets moteurs et cognitifs de la danse pour des jeunes ayant une paralysie cérébrale by Claire Cherrière( Book )

2 editions published in 2020 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

La paralysie cérébrale (PC) entraîne des troubles moteurs (notamment de l'équilibre et de la marche). Elle peut également entraîner des troubles cognitifs (notamment de l'attention) et avoir des répercussions psychosociales importantes. Les approches rééducatives doivent être globales pour prendre en compte l'ensemble de ces dimensions pouvant être touchées par la PC. La danse est une activité physique qui entraîne des améliorations motrices, cognitives et psychosociales auprès de différentes populations ayant des troubles d'origine neurologique. Elle peut être considérée comme une forme d'entraînement rythmique impliquant la synchronisation des mouvements au rythme de la musique (synchronisation sensorimotrice), et il serait intéressant d'étudier davantage ce mécanisme dans la population ayant une PC. Trois études ont été menées afin de (1) valider les effets globaux d'interventions en danse chez les personnes ayant une PC et (2) étudier un des mécanismes pouvant contribuer à ces effets auprès de jeunes ayant une PC. La première contribution de cette thèse est de proposer une étude de la portée concernant les effets d'interventions en danse auprès de personnes ayant une PC. Dans une étude expérimentale, nous avons ensuite évalué les effets d'une intervention en danse en contexte rééducatif sur des fonctions et activités motrices (équilibre et marche) et des fonctions cognitives (attention et production rythmique) d'adolescent.e.s ayant une PC. Enfin, une étude expérimentale a permis d'explorer les capacités de production rythmique d'enfants ayant une PC en évaluant leur synchronisation sensorimotrice à différents tempi. Nos résultats montrent que la pratique de la danse pour des personnes ayant une PC entraîne des bienfaits moteurs et de potentiels bienfaits cognitifs et psychosociaux, malgré un faible nombre de travaux scientifiques sur le sujet (Etude 1). Ces résultats sont confirmés par l'amélioration significative des performances d'équilibre et de production rythmique dans le groupe d'adolescent.e.s ayant participé à notre programme d'intervention en danse (Etude 2). Nos résultats suggèrent également que les enfants ayant une PC ont des habiletés rythmiques partiellement préservées, et que les interventions en danse basées sur le rythme devraient en tenir compte (Etude 3). La danse apparaît comme une approche prometteuse en rééducation et ses bienfaits potentiels aux niveaux cognitif et psychosocial devraient être davantage étudiés à l'avenir
Evolution of corticospinal tract integrity in stroked marmoset monkeys : Towards a bioimplant and stem cell therapeutic strategy by Alice Le Friec( Book )

2 editions published in 2020 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

L'Accident Vasculaire Cérébral (AVC) ischémique endommage fréquemment des régions cérébrales impliquées dans le contrôle du mouvement volontaire. De fait, cette pathologie est l'une des premières causes de handicap acquis à l'âge adulte. Bien que des centaines de stratégies thérapeutiques aient montré de potentiels effets bénéfiques dans des modèles animaux d'AVC, seule la rééducation motrice est validée comme traitement des déficits moteurs après la phase aiguë chez l'Homme. Ce constat souligne l'importance de développer et de caractériser des modèles pré cliniques reproductibles chez une espèce proche de l'homme, qui permettront de mieux évaluer l'efficacité de thérapies innovantes. Le premier objectif de ma thèse était donc de caractériser les conséquences anatomiques et fonctionnelles d'une lésion cérébrale induite par une toxine mitochondriale, le malonate, chez le rongeur et le primate non humain. Sur le plan anatomique, l'Imagerie par Résonance Magnétique multimodale a permis un suivi longitudinal non-invasif des altérations tissulaires. Celles-ci ont été explorées plus spécifiquement par des analyses histologiques. Les déficits moteurs ont été évalués par une batterie de tests sensorimoteurs. Nous montrons premièrement que l'injection stéréotaxique de malonate dans la capsule interne du rat permet une lésion ciblée des fibres du faisceau corticospinal (FCS). Cette lésion est associée à des déficits moteurs de longue durée, similaires à ceux observés suite à un AVC lacunaire chez l'Homme. Dans un deuxième temps, j'ai caractérisé les conséquences de l'injection stéréotaxique de malonate au niveau du cortex moteur primaire chez le marmouset. Ce modèle a été conçu afin de reproduire les effets d'une lésion corticale du FCS qui est fréquente dans l'AVC ischémique. Cette approche produit une lésion focale de volume et de localisation reproductible. Des lésions secondaires hypointenses en IRM pondérée T2 et hyperintenses en IRM pondérée T1 et associées à une infiltration d'astrocytes et de microglie sont observées dans la substance blanche à distance du site de la lésion, vraisemblablement suite à la perte de neurones qui font partie des boucles motrices cortico-sous-corticales. Fait important à noter, ces dommages sont associés à une perte durable de force et de dextérité du membre supérieur des animaux. L'injection stéréotaxique de malonate reproduit donc les conséquences de l'AVC ischémique, conduit à des déficits chroniques et permettra donc l'évaluation de nouvelles stratégies thérapeutiques. Parmi celles-ci, la thérapie cellulaire semble un moyen prometteur de favoriser la réparation tissulaire.[...]
Reconstruction de la dose absorbée in vivo en 3D pour les traitements RCMI et arcthérapie à l'aide des images EPID de transit by Fouad Younan( )

1 edition published in 2018 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Cette thèse a été réalisée dans le cadre de la dosimétrie des faisceaux de haute énergie délivrés au patient pendant un traitement de radiothérapie externe. L'objectif de ce travail est de vérifier que la distribution de dose 3D absorbée dans le patient est conforme au calcul réalisé sur le système de planification de traitement (TPS) à partir de l'imageur portal (en anglais : Electronic Portal Imaging Device, EPID). L'acquisition est réalisée en mode continu avec le détecteur aS-1200 au silicium amorphe embarqué sur la machine TrueBeam STx (VARIAN Medical system, Palo Alto, USA). Les faisceaux ont une énergie de 10 MeV et un débit de 600 UM.min-1. La distance source-détecteur (DSD) est de 150 cm. Après correction des pixels défectueux, une étape d'étalonnage permet de convertir leur signal en dose absorbée dans l'eau via une fonction de réponse. Des kernels de correction sont également utilisés pour prendre en compte la différence de matériaux entre l'EPID et l'eau et pour corriger la pénombre sur les profils de dose. Un premier modèle de calcul a permis ensuite de rétroprojeter la dose portale en milieu homogène en prenant en compte plusieurs phénomènes : les photons diffusés provenant du fantôme et rajoutant un excès de signal sur les images, l'atténuation des faisceaux, la diffusion dans le fantôme, l'effet de build-up et l'effet de durcissement du faisceau avec la profondeur. La dose reconstruite est comparée à celle calculée par le TPS avec une analyse gamma globale (3% du maximum de dose et 3 mm de DTA). L'algorithme a été testé sur un fantôme cylindrique homogène et sur un fantôme de pelvis à partir de champs modulés en intensité (RCMI) et à partir de champs d'arcthérapie volumique modulés, VMAT selon l'acronyme anglais Volumetric Modulated Arc Therapy. Le modèle a ensuite été affiné pour prendre en compte les hétérogénéités traversées dans le milieu au moyen des distances équivalentes eau dans une nouvelle approche de dosimétrie plus connue sous le terme de " in aqua vivo " (1). Il a été testé sur un fantôme thorax et, in vivo sur 10 patients traités pour une tumeur de la prostate à partir de champs VMAT. Pour finir, le modèle in aqua a été testé sur le fantôme thorax avant et après y avoir appliqué certaines modifications afin d'évaluer la possibilité de détection de sources d'erreurs pouvant influencer la bonne délivrance de la dose au patient.[...]
 
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Alternative Names
ToNIC

Toulouse Neuro lmaging Center

UMR 1214

UMR1214

Languages
French (17)

English (2)