Imagerie ultrasonore ultrarapide du cerveau social

L’imagerie ultrasonore est une modalité émergente d’imagerie fonctionnelle cérébrale. Depuis la première preuve de concept en 2011, de nombreux projets en préclinique ont pu être menés sur des sujets très différents tels que l’étude de pathologies (Alzheimer, schizophrénie, …), l’étude de la tonotopie chez le petit animal ou encore celle des interactions sociales.Dans ce dernier cas, il est alors nécessaire de pouvoir faire de l’imagerie éveillée ce qui induit une complexification à la fois de la génération des images et du dispositif expérimental mais aussi de leur interprétation à cause des artefacts liés au mouvement du sujet étudié. Être capable de faire de l’imagerie sans anesthésie est également crucial car cette dernière peut modifier le métabolisme.La majorité des travaux conduits durant cette thèse consiste au développement de techniques expérimentales et de méthodes numériques au service de l’imagerie neurofonctionnelle ultrasonore chez le petit animal éveillé qui en est encore à ses débuts. Les avancées proposées sont appliquées à des cas concrets en partenariat avec l’institut Pasteur (étude d’un modèle d’autisme) et l’institut de psychiatrie et neurosciences de Paris (reconnaissance sociale et environnementale). L’imagerie fonctionnelle ultrasonore du cerveau est basée sur le couplage neurovasculaire. Ce couplage permet une mesure indirecte de l’activité du cerveau en imageant les variations des flux sanguins dans les zones cérébrales stimulées. Cette réponse hémodynamique est assez lente et ne permet pas d’accéder aux phénomènes physiologiques rapides. Afin de chercher une solution à ce problème, le couplage neuromécanique, c’est-à-dire le lien entre activité cérébrale et rigidité des tissus, est étudié pour la première fois avec les ultrasons dans ce document.