Study of the Hemodynamic Response to Interictal Epileptiform Discharges in Human Epilepsy Using Functional Near Infrared Spectroscopy

L'imagerie spectroscopique proche infrarouge fonctionnelle (ISPIf) s'est imposée comme technique d'imagerie neuronale prometteuse. Cette dernière permet une surveillance non invasive de l'évolution chronique de l'activité hémodynamique corticale. Durant la dernière décennie, ISPIf combiné avec l'électroencéphalographie (EEG) a été appliqué dans le contexte de l'épilepsie humaine, et a permi d'explorer le lien entre l'activité neurale et hémodynamique. Cependant, la plupart des travaux antérieurs sont uniquement axés sur l'étude des crises d'épilepsie qui sont aléatoires et se produisent rarement pendant un test de l'EEG-ISPIf. Cette thèse cherche à évaluer la capacité de l'EEG-ISPIf à observer les changements hémodynamiques associés aux décharges épileptiformes intercritiques (DEIs), et à déterminer si ces DEIs peuvent également être utilisés pour extraire de l'information additionnelle servant à la localisation du site d'un foyer épileptique. En se basant sur des données multimodales EEG-ISPIf recueillies sur un grand échantillon de patients (40), combiné à l'utilisation d'un modèle linéaire généralisé (MLG), une première étude a permis la quantification préliminaire de la sensibilité et la spécificité de la technique en utilisant la détection des zones cérébrales activées par des DEIs pour la localisation de la région du foyer épileptique. Dans un sous-groupe de 29 patients atteints au niveau de la région néocorticale, lorsque mesuré durant des évènements de DEIs, des diminutions de la concentration d'hémoglobine désoxygénée (HbR) (chez 62% des sujets) et des augmentations de la concentration de l'hémoglobine oxygénée (HbO) (chez 38% des sujets) ont été observées. De plus, cette variation en HbR et HbO était significativement plus forte dans la région du foyer épileptique (qui donc pourrait conduire à une localisation du foyer épileptique) dans 28% / 21% des patients. Ces estimations modestes de la sensibilité et de la spécificité suggèrent que l'utilisation d'une fonction de réponse hémodynamique (FRH) canonique n'est pas optimale dans l'analyse des DEIs par MLG classique. Par conséquent, une seconde approche a été explorée dans le cadre d'une deuxième étude par modélisation des variations spécifiques à chaque patient dans la construction de la réponse hémodynamique associée aux DEIs. Un terme quadratique a également été ajouté au modèle pour tenir compte de la non-linéarité de la réponse associée à une fréquence plus élevée d'évènements lors de l'enregistrement. Ces nouveaux modèles ont d'abord été validés numériquement par simulations, avant d'être appliqués à l'analyse de données de cinq patients sélectionnés. Lorsque comparée à la FRH canonique, l'utilisation de la FRH spécifique au patient dans l'analyse MLG a non seulement amélioré considérablement les scores statistiques et les étendues spatiales des