Lernzettel: Introduction à l'EEG et Neurophysiologie Corticale

📋 Plan du Cours

1. Anatomie macroscopique et fonctionnelle du système nerveux central
2. Organisation microscopique du neurone et des cellules gliales
3. Potentiel de repos, potentiel d'action et transmission de l'influx nerveux
4. Principes, historique et utilité de l'électroencéphalogramme (EEG)
5. Générateurs des signaux EEG et théorie du dipôle cortical
6. Montages électroencéphalographiques et paradigme du problème inverse
7. Chaîne d'enregistrement EEG : électrodes, interface peau-électrode et impédance
8. Amplification, filtrage et enregistrement numérique du signal EEG
9. Analyse fréquentielle du signal EEG et loi de Fourier
10. Topographie des électrodes et exemples de montages EEG
11. Paramètres des ondes cérébrales, vocabulaire EEG et artefacts
12. Enregistrement intracrânien stéréotaxique (S-EEG)

📖 1. Anatomie macroscopique et fonctionnelle du système nerveux central

🔑 Notions clés & Définitions

• Système nerveux central : Partie du système nerveux comprenant le cerveau, le cervelet, le tronc cérébral et la moelle épinière.
• Aires de Brodmann : Régions cytoarchitectoniques distinctes du cortex cérébral, au nombre de 52.

📝 Points essentiels

• Les méninges sont les enveloppes protectrices du système nerveux central situées sous les os du crâne.
• La substance grise contient les corps cellulaires des neurones et forme les noyaux et le cortex.
• La substance blanche est constituée des axones myélinisés et assure la conduction des influx nerveux.

💡 À retenir

Comprendre la structure macroscopique et fonctionnelle du système nerveux central est fondamental pour localiser les fonctions cérébrales et interpréter les anomalies neurologiques.

📖 2. Organisation microscopique du neurone et des cellules gliales

🔑 Notions clés & Définitions

• Neurone : Cellule excitable qui sécrète des neurotransmetteurs et comporte un corps cellulaire, des dendrites et un axone avec myéline.

📝 Points essentiels

• La microglie est mentionnée parmi les cellules de soutien.
• Le neurone est une cellule excitable avec un corps cellulaire, des dendrites et un axone myélinisé.

💡 À retenir

À l’échelle microscopique, le neurone est une cellule excitable dont le corps cellulaire assure l’intégration et dont l’axone myélinisé assure la partie effectrice. La substance grise du cortex est organisée en couches, et les noyaux gris centraux correspondent à des amas profonds de substance grise.

📖 3. Potentiel de repos, potentiel d'action et transmission de l'influx nerveux

🔑 Notions clés & Définitions

• Potentiel de repos : Différence de potentiel entre l’intérieur du neurone et son milieu externe, d’environ 60 mV, avec une charge négative à l’intérieur du neurone, due aux différences de concentration ionique de part et d’autre de la membrane cellulaire.
• Potentiel d'action : Variation électrique brève en quatre phases successives, marquée par une dépolarisation d’environ 100 mV en moins de 1 ms liée à l’entrée de Na+, puis par une repolarisation et une hyperpolarisation dues à la sortie de K+.
• Transmission de l’influx nerveux : Propagation de l’information nerveuse qui se fait de proche en proche le long de l’axone, puis se transmet à la synapse par libération de neurotransmetteurs.

📝 Points essentiels

• La sommation des PPSE au niveau des dendrites permet de franchir le seuil de dépolarisation et de déclencher un potentiel d’action.
• Le potentiel d’action comporte 4 phases successives, avec une dépolarisation de 100 mV en moins de 1 ms, suivie d’une repolarisation et d’une hyperpolarisation.
• Le potentiel de repos correspond à une différence de potentiel de 60 mV, négative à l’intérieur du neurone, liée aux différences ioniques transmembranaires.

💡 À retenir

Le neurone au repos présente un potentiel de repos d’environ 60 mV négatif à l’intérieur. Si la sommation des PPSE atteint le seuil, un potentiel d’action se propage le long de l’axone et son arrivée à la synapse déclenche la libération de neurotransmetteurs.

📖 4. Principes, historique et utilité de l'électroencéphalogramme (EEG)

🔑 Notions clés & Définitions

• Électroencéphalogramme (EEG) : Enregistrement de l’activité électrique spontanée superficielle du cortex, réalisé par des électrodes de recueil posées habituellement sur le scalp.
• État de conscience : Niveau fonctionnel du cerveau que l’EEG permet d’apprécier, notamment la réalité et la profondeur d’un coma.
• Lésion cérébrale : Anomalie corticale pouvant générer des signaux EEG anormaux et être localisée par l’EEG, surtout au niveau du cortex.
• Potentiel d’action : Signal électrique bref du neurone, rare et de durée inférieure à 5 ms, par opposition aux potentiels post-synaptiques qui durent 10 à 250 ms.

📝 Points essentiels

• Les rythmes EEG sont codés selon la fréquence : alpha 8-13 Hz, bêta 13-20 Hz, thêta 4-7 Hz, delta inférieur à 4 Hz.
• L’EEG peut localiser une anomalie générant des signaux EEG anormaux, notamment en cas de lésion cérébrale ou de crise d’épilepsie.
• L’EEG renseigne sur l’état de conscience, en particulier sur la réalité et la profondeur d’un coma.
• L’EEG est utilisé fréquemment depuis les années 1960 pour l’exploration du cerveau.

💡 À retenir

L’EEG est un enregistrement de l’activité électrique superficielle du cortex obtenu par des électrodes sur le scalp. Il aide à localiser des anomalies corticales et à apprécier l’état de conscience, notamment dans le coma.

📖 5. Générateurs des signaux EEG et théorie du dipôle cortical

🔑 Notions clés & Définitions

• Dipôle radial : Type de dipôle cortical orienté perpendiculairement à la surface corticale, qui participe fortement au signal EEG.
• Dipôle tangentiel : Type de dipôle cortical orienté parallèlement à la surface corticale, qui participe peu au signal EEG.
• Groupes de neurone : Ensembles de neurones corticaux plus ou moins synchronisés, à l’origine du signal EEG par la somme de leurs potentiels post-synaptiques dendritiques.

📝 Points essentiels

• Le signal EEG correspond à la somme des potentiels post-synaptiques de groupes de neurones corticaux synchronisés, notamment par les structures sous-corticales comme le thalamus.
• Les potentiels d’action axonaux ne contribuent pas significativement au signal EEG, contrairement aux potentiels post-synaptiques dendritiques.
• Les dipôles radiaux contribuent fortement au signal EEG, alors que les dipôles tangents y contribuent peu.

💡 À retenir

Les signaux EEG proviennent surtout de groupes de neurones corticaux synchronisés et de leurs potentiels post-synaptiques dendritiques. La théorie du dipôle cortical relie cette activité à des dipôles dont l’orientation conditionne leur contribution au signal enregistré.

📖 6. Montages électroencéphalographiques et paradigme du problème inverse

🔑 Notions clés & Définitions

• Source est situé sous : Relation de localisation utilisée en montage référentiel, où l’anomalie est repérée sous l’électrode concernée.
• Potentiel de source est situé : Indication de localisation du potentiel de source dans un montage circonférentiel, où le potentiel est situé sous l’électrode indiquée.

📝 Points essentiels

• Le montage référentiel utilise une seule électrode active par rapport à une référence neutre.
• Le montage bipolaire utilise deux électrodes actives, et l’anomalie se situe sous l’électrode commune aux deux dérivations.
• Les différents montages sont des organisations de dérivations qui aident à localiser la source des anomalies EEG à partir des oppositions de phase observées.
• Le problème inverse consiste à déterminer la source intracérébrale à partir des signaux EEG enregistrés en surface.
• Un dipôle tangentiel peut produire une double opposition de phase en montage bipolaire, ce qui complique la localisation.

💡 À retenir

La localisation d’une anomalie EEG dépend du montage utilisé, car les oppositions de phase orientent la recherche de la source. Le problème inverse consiste à remonter des signaux de surface à la source intracérébrale.

📖 7. Chaîne d'enregistrement EEG : électrodes, interface peau-électrode et impédance

🔑 Notions clés & Définitions

• Potentiel de jonction solide-liquide : Différence de potentiel créée à l’interface entre une partie solide métallique et un liquide conducteur, ici le gel conducteur.
• Anomalie est sous l’électrode :
  • Un des moyens : différents montages (= organisations) des dérivations (

📝 Points essentiels

• Les électrodes d’entrée peuvent être des tampons pour l’EEG standard de 30 minutes, des cupules pour l’EEG long cours ou des aiguilles dans le coma.
• L'interface peau-électrode comprend un potentiel d’électrode et une résistance appelée impédance.
• L'impédance doit être inférieure à 5 kOhms pour assurer une bonne qualité d'enregistrement, obtenue par traitement spécifique de la peau.
• L'impédance limite la performance du système d'enregistrement EEG.

💡 À retenir

La qualité de l’enregistrement EEG dépend de l’interface peau-électrode, qui associe un potentiel d’électrode et une résistance à maîtriser. Une impédance trop élevée limite la performance du système, d’où l’importance du traitement de la peau.

📖 8. Amplification, filtrage et enregistrement numérique du signal EEG

🔑 Notions clés & Définitions

• Potentiel d’électrode : Potentiel de jonction solide-liquide situé entre la partie métallique de l’électrode et le gel conducteur.

📝 Points essentiels

• Les amplificateurs EEG peuvent être simples ou différentiels, ces derniers permettant d’éliminer les artefacts.
• Le filtrage améliore la discrimination du signal par rapport au bruit en atténuant sélectivement certaines gammes de fréquence non désirées.
• Selon le théorème de Shannon, la fréquence d’échantillonnage doit être au moins égale à deux fois la plus grande fréquence contenue dans le signal.
• L’enregistrement numérique facilite les modifications a posteriori, notamment les filtres et l’amplification, ainsi que l’archivage.

💡 À retenir

Le traitement électronique du signal EEG repose sur l’amplification, le filtrage et la numérisation. L’enregistrement numérique permet ensuite le traitement informatique, la modification a posteriori et l’archivage.

📖 9. Analyse fréquentielle du signal EEG et loi de Fourier

🔑 Notions clés & Définitions

• Loi de Fourier : Principe selon lequel un signal analogique en fonction du temps peut être décomposé en une série de fonctions sinusoïdales de fréquences différentes, chacune correspondant à une équation mathématique.
• Transformation de Fourier : Application mathématique qui permet de représenter la proportion des différentes gammes de fréquence dans un signal.
• **Amplificateur
• simple** : Type d’amplificateur de la chaîne d’amplification du signal, opposé à l’amplificateur différentiel mentionné dans le cours.

📝 Points essentiels

• La transformation de Fourier sert à représenter la proportion des différentes gammes de fréquence dans un signal EEG.
• Le signal EEG analogique peut être décomposé en une somme de fonctions sinusoïdales de fréquences différentes selon la loi de Fourier.

💡 À retenir

La transformation de Fourier sert à représenter la proportion des différentes gammes de fréquence dans un signal EEG.

📖 10. Topographie des électrodes et exemples de montages EEG

🔑 Notions clés & Définitions

• Système international 10/20 : Montage de routine avec une nomenclature et une topographie précises, réparti sur le crâne, comprenant de 8 à 21 électrodes.

📝 Points essentiels

• Le nombre d’électrodes varie de 8 à 21 pour le montage de routine et de 64, 128 ou 256 pour le montage de recherche.
• Le système international 10/20 définit la position standardisée des électrodes sur le scalp pour l'EEG.

💡 À retenir

La topographie des électrodes repose sur des montages à nomenclature précise, dont le système international 10/20 pour la routine. Le nombre d’électrodes augmente en recherche pour améliorer la résolution.

📖 11. Paramètres des ondes cérébrales, vocabulaire EEG et artefacts

🔑 Notions clés & Définitions

• Activité de fond : distribution spatio-temporelle qui varie de façon homogène dans l’EEG.
• ondes cérébrales : ensemble des ondes enregistrées dans l’EEG, avec des gammes de fréquence distinctes.
• Des ondes cérébrales : ensemble d’ondes de l’EEG dont la distribution spatio-temporelle peut varier dans le temps.
• détachant de l’activité : phénomène soudain qui se sépare de l’activité de fond.
• distribution spatio-temporelle : répartition des ondes dans l’espace et dans le temps, pouvant être homogène dans l’activité de fond.

📝 Points essentiels

• Une onde EEG est un changement transitoire de différence de potentiel enregistré.
• L’activité de fond est une distribution spatio-temporelle homogène et stable dans l’EEG.
• Les rythmes EEG sont des activités régulières quantifiables en fréquence : alpha, bêta, thêta, delta.
• Les artéfacts sont des signaux électriques non générés par le cerveau, pouvant provenir d’électrodes mal placées ou de sources externes comme 60 Hz.
• Les paroxysmes sont des phénomènes soudains se détachant de l’activité de fond, souvent associés à des foyers épileptiques.

💡 À retenir

La maîtrise du vocabulaire EEG permet de décrire précisément les tracés, notamment l’activité de fond, les rythmes et les phénomènes soudains. Reconnaître les artéfacts est indispensable pour interpréter fiablement un enregistrement.

📖 12. Enregistrement intracrânien stéréotaxique (S-EEG)

🔑 Notions clés & Définitions

• Zones corticales d’intérêt : Régions du cortex cérébral ciblées pour l’étude précise de leur activité électrique, notamment en épileptologie.

📝 Points essentiels

• Le S-EEG utilise des électrodes aiguille ou plaque intracrâniennes.
• Ces électrodes sont placées au contact du cortex ou dans le cortex.
• Cette technique permet un enregistrement direct de l’activité électrique des zones corticales d’intérêt.
• Le S-EEG est utilisé au niveau de zones corticales d’intérêt, notamment pour l’étude précise en épileptologie.

💡 À retenir

Le S-EEG repose sur des électrodes intracrâniennes placées au contact du cortex ou dans le cortex. Il permet un enregistrement direct et précis de l’activité électrique des zones corticales d’intérêt.

🧩 Compléments de couverture

1. 2026 Rappels Retour au collège
2. Cytoarchitectonie : 52 aires de Brodmann Anatomie fonctionnelle : régions Anatomie fonctionnelle : lobes Anatomie fonctionnelle : somatotopie Moteur Sensitif Neuroanatomie fonctionnelle Voies longues à plusieurs neurones Sensitive : 3 neuro
3. Microglie = cellules de soutien Astrocytes Oligodendrocytes Cellules de l’immunité Organisation de la substance grise Noyaux gris centraux Substance grise : cortex 27 milliards de neurones 400 millions de synapses par mm3 Études de cytoarch
4. II = granulaire externe III = pyramidale externe IV = granulaire interne V = pyramidale interne VI = fusiforme polymorphe (la plus proche de la substance blanche) ↑ vers la surface ↓ vers la profondeur Transmission de l’influx nerveux dans
5. ne Neurone au repos ( = potentiel de repos) Différence de potentiel entre l’intérieur du neurone et son milieu externe = 60 mV Négatif à l’intérieur du neurone Conséquence des différences de concentration
6. ction 4 phases successives C’est la sommation des PPSE qui permet de passer le seuil de dépolarisation Dépolarisation de 100 mV pendant moins de 1 ms = entrée de Na+ Repolarisation et hyperpolarisation = sortie
7. formation nerveuse Rappels de physiologie Potentiels d’action : < 5 ms, rares Potentiels post-synaptiques : 10-250 ms, fréquents EEG Électroencéphalogramme (EEG) Enregistrement de l’activité électrique spontanée
8. Hitzig : stimulation cortex 1932, Adrian : codification en alpha, béta, théta, delta en fonction des fréquences Années 1960 : utilisation fréquente, seul examen disponible pour l’exploration du cerveau Comparaisons : 1ère radiographie : 189
9. 1960 : utilisation fréquente, seul examen disponible pour l’exploration du cerveau
10. Générateurs = groupes de neurone corticaux ± synchronisés Du fait de leurs caractéristiques physiques : pas les PA axonaux mais les PPS dendritiques ++ Signal EEG = somme des potentiels post-synaptiques de groupes de neurones corticaux, syn
11. e générée dans une même direction par des groupes de neurone Les différences de potentiel induites le long de ces structures en palissade génèrent des dipôles des ensembles avec un pôle « + » et un pôle « – » le
12. Observation = EEG Question = source de l’anomalie
13. Référentiel : une seule électrode est active : l’anomalie est sous l’électrode concernée Bipolaire : les 2 électrodes sont actives : l’anomalie est sous l’électrode commune aux 2 dérivations (opposition de phase) Sauf pour le dipôle tangent
14. Tampons : EEG 30 minutes (standard) Cupules : EEG long cours Aiguilles : coma Des câbles d’électrode Boîte têtière Un cable Interface peau – électrode : impédance Interface = Potentiel d’électrode et résistance Résistance = impédance → rest
15. Conduction = électronique Interface (= peau + électrode) Potentiels et résistances Le potentiel d’électrode peut être représenté comme un potentiel de jonction solide-liquide (solide = partie métallique, liquide = gel conducteur) R = résist
16. sulaire et la peau a lui aussi une résistance (qualifiée d’équivalente) R éq = résistance équivalente = modifiable R éq doit être inférieure à 5 KOhms (traitement spécifique de la peau) Interface … Des techniques
17. lective de certaines gammes de fréquence non désirées Spécifique d’une fréquence, passe haut, passe bas, bande passante Attention à ne pas atténuer aussi la gamme de fréquence qui nous intéresse Amplificateur
18. Ordinateur : conversion d’un signal continu analogique en un signal numérique en fonction de la fréquence d’échantillonnage Théorème de Shannon : la fréquence d’échantillonnage doit être au moins égale à 2 fois la plus grande fréquence cont
19. Application : transformation de Fourier Permet de représenter la proportion des différentes gammes de fréquence dans un signal Le système inscripteur Numérique : Possibilités de modification a posteriori : filtres, amplification Facilitatio
20. Circonférentiel Il s’agit d’un montage : 1. Référentiel 2. Bipolaire 3. Transverse 4. Longitudinal 5. Circonférentiel Le potentiel de source est situé sous : 1. C4 2. F4 3. P4 4. F4-C4 5. T8 Le potentiel de source est situé sous : 1. C4 2.
21. Onde : tout changement transitoire de différence de potentiel dans l’EEG Activité : toute onde ou séquence d’onde Activité de fond : distribution spatio-temporelle qui varie de façon homogène (versus trop courte, pas assez variée, trop foca
22. Artéfact : signal électrique non généré par le sujet Bouffée : groupe d’onde brusque se détachant de l’activité de fond Paroxysme / activité paroxystique : phénomène soudain se détachant de l’activité de fond Foyer : région du scalp où semb
23. Alpha : 8-13 Hz Théta : 4-7 Hz Delta : < 4 Hz Béta : 13-20 Hz Variation de la distribution spatio-temporelle des ondes cérébrales dans le temps Crise d’épilepsie Réaction d’arrêt alpha physiologique à l’ouverture des yeux Activités cérébral
24. Artefacts : Électrode mal collée : tracé en miroir en bipolaire 60 Hz, téléphones portables Traitements / toxiques Benzodiazépines et rythmes rapides, alcool et microvoltage Sédation : ralentissement, burst suppression Patient non détendu m

📅 Repères chronologiques

📊 Tableaux de Synthèse

Rythmes EEG

Montages EEG

⚠️ Pièges & Confusions Fréquentes

1. Confondre substance grise et substance blanche : la grise contient les corps cellulaires, la blanche les axones myélinisés
2. Confondre potentiel de repos et potentiel d’action : le repos est d’environ 60 mV négatif à l’intérieur, l’action est brève et comporte 4 phases
3. Confondre PPSE et potentiel d’action : la sommation des PPSE déclenche le potentiel d’action si le seuil est atteint
4. Confondre EEG de surface et enregistrement intracrânien : l’EEG standard enregistre l’activité superficielle du cortex sur le scalp
5. Confondre montage référentiel et bipolaire : le référentiel utilise une seule électrode active, le bipolaire deux électrodes actives
6. Confondre impédance et potentiel d’électrode : l’interface peau-électrode comprend un potentiel et une résistance appelée impédance
7. Confondre fréquence d’échantillonnage et fréquence du signal : selon Shannon, elle doit être au moins égale à deux fois la plus grande fréquence du signal

✅ Checklist Examen

1. Définir le système nerveux central et citer ses grandes parties
2. Distinguer substance grise, substance blanche et méninges
3. Décrire l’organisation du neurone et le rôle de la microglie
4. Expliquer le potentiel de repos et le potentiel d’action
5. Relier sommation des PPSE, seuil et déclenchement du potentiel d’action
6. Définir l’EEG et son utilité pour l’état de conscience et les lésions corticales
7. Connaître les rythmes EEG alpha, bêta, thêta et delta
8. Comparer montage référentiel, bipolaire et circonférentiel
9. Expliquer l’interface peau-électrode et la notion d’impédance
10. Résumer amplification, filtrage, échantillonnage et enregistrement numérique
11. Décrire la loi de Fourier et l’intérêt de la transformation de Fourier
12. Connaître le système international 10/20 et les types d’électrodes