Malgré une littérature abondante sur les mécanismes neurocognitifs sous-jacents à l'exécution de tâches spécifiques, on connaît encore mal les liens entre cognition et organisation fonctionnelle globale du cerveau. Les techniques de neuro-imagerie, telles que l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf), ont contribué à la caractérisation des relations entre activité cérébrale régionale et cognition. Cependant, à ce jour, aucune étude n'a systématiquement abordé la cartographie fonctionnelle à une échelle spatiale fine des processus cognitifs impliqués dans l'accomplissement d'un large éventail de tâches. L'objectif du projet
Individual Brain Charting (IBC) est d'établir un corpus de données IRMf multi-tâche à haute résolution (1,5 mm), qui servira à développer un atlas fonctionnel complet du cerveau humain.
Les données ont été acquises à NeuroSpin sous la responsabilité de
Lucie Hertz-Pannier, investigateur principal du projet et sous la responsabilité scientifique de
Bertrand Thirion. Une cohorte de douze participants a ainsi effectué plusieurs tâches cognitives : celles de bas niveau sont relatives à des occupations simples, comme regarder une image ou taper trois fois avec un doigt ; celles de haut niveau concernent, par exemple, le calcul mental, la lecture de phrases ou l'interprétation d'une histoire impliquant les croyances de quelqu'un. La grande quantité de données d'IRMf obtenues sur les mêmes sujets, sur un même site, fournit une cartographie précise des fonctions cognitives impliquées lors de l'exécution des tâches, non compromise par la variabilité inter-sujet et inter-sites.
Dans cet article, les chercheurs présentent la première version de l'ensemble de données du projet IBC, qui comprend une douzaine de tâches. Les données brutes sont publiques et disponibles sur le site
OpenNeuro (ds000244) et les données post-traitées sur NeuroVault (id2138). Le manuscrit fournit également des estimations de la qualité des données ainsi qu'une évaluation statistique des réseaux cognitifs déterminés par les effets liés au sujet, à la tâche et aux paramètres d'acquisition.
Les développements à venir incluront de nouvelles données correspondant à de nouvelles tâches ainsi que le développement d'un atlas neurocognitif dérivé de l'ensemble de données.
Ces premiers résultats ont d'ores et déjà fait l'objet de plusieurs articles, parmi lesquels un Fait Marquant DRF (06 août 2018), une actualité de l'INRIA-Saclay, ainsi qu'un article sur le site du HBP.
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Humain Brain Project (H2020) est une collaboration internationale dédiée à la modélisation du cerveau humain notamment par le calcul haute performance, à laquelle NeuroSpin participe.
Figure 2 : Le projet IBC recueille des informations fonctionnelles et structurelles de haute qualité et haute résolution pour caractériser la structure du cerveau et réaliser des cartographies d'une précision inégalée. IBC fait passer un grand nombre de paradigmes fonctionnels aux 12 sujets et les images obtenues permettent de préciser quelles régions du cerveau sont activées lors d'une tâche donnée. Base Archi © C.Poupon/P.Pinel