Les grands centres de recherche en neurosciences sont équipés de scanners IRM aux champs magnétiques de plus en plus élevés. Champion incontesté de cette compétition internationale, NeuroSpin abrite depuis quelques années l'IRM Iseult, au champ inégalé de 11,7 teslas.

Ce saut technologique vise d'une part à augmenter le rapport signal sur bruit des images et ainsi à observer des détails invisibles à des champs plus faibles, comme l'ont démontré les premières images de cerveau acquises avec Iseult et publiées en 2024 (lien vers l'actu).

Mais le gain attendu doit aussi bénéficier à l'imagerie dite fonctionnelle, l'IRMf, en augmentant la sensibilité au contraste BOLD qui reflète les variations locales de débit sanguin et donc indirectement l'activité cérébrale. Encore faut-il pouvoir relever tous les défis inhérents à un tel champ magnétique. Notamment, les variations BOLD ne correspondant qu'à un faible pourcentage du signal, la stabilité temporelle du signal est très importante. Or, à 11,7 T, cette stabilité est compromise par l'inhomogénéité du champ radiofréquence, l'inhomogénéité du champ B0, ainsi que les variations de champ induites par les mouvements et les vibrations.

L'équipe de Nicolas Boulant (METRIC / BAOBAB / NeuroSpin) en collaboration avec celle de Florent Meyniel (Computational brain / UNICOG / NeuroSpin), le Centre Allemand des maladies neurodégénératives (DZNE Bonn), l'ETH Zürich et l'Université de Glasgow publie les premières images d'IRMf au repos et basées sur des tâches cognitives, acquises avec Iseult.

Les chercheurs ont conduit leur étude en optimisant la séquence à l'aide :

• De la transmission parallèle ;
• D'un remodelage des signaux envoyés à la bobine de gradient afin d'éviter des vibrations et ainsi des perturbations de champ magnétique ;
• D'une correction efficace des mouvements résiduels de la tête et d'une augmentation du rapport signal sur bruit grâce à l'utilisation d'une part d'une technique de correction des mouvements prospective à la console (servo-nav) et d'autre part d'une technique de post-processing visant à stabiliser le signal et palier certaines limites de la correction prospective (PEERs).

L'ensemble des résultats démontre la faisabilité et la fiabilité de l'IRMf à 11,7 T, et constitue une première étape essentielle de contrôle qualité permettant d'envisager d'augmenter encore davantage la résolution à cette intensité de champ inégalée.
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Contact ​Institut des scien​​​ces du vivant Frédéric-Joliot :

Nico​las Boulant (nicolas.boulant@cea.fr) 

Financement européen
Ce travail a été réalisé dans le cadre du projet FET OPEN "AROMA" coordonné par NICOLAS BOULANT.


FINANCEMENT PIA3
LE projet a bénéficié d'un soutien dans le cadre de PRESENCE, financé par l'action "Équipements structurants pour la recherche : EquipEx+".