Potentiel évoqué

Pour les articles homonymes, voir ERP.

Un potentiel évoqué (PE, dit aussi ERP pour l'anglais Event-Related Potential) désigne la modification du potentiel électrique produite par le système nerveux en réponse à une stimulation externe, notamment sensorielle (un son, une image, etc.) mais aussi à un évènement interne, notamment une activité cognitive (attention, préparation motrice, etc.) et enregistré grâce à des techniques comme l'électroencéphalographie (EEG) ou l'électromyographie (EMG). Les potentiels évoqués sont utilisés en neurophysiologie humaine et animale pour comprendre l'organisation fonctionnelle du système nerveux dans la recherche en neurosciences et tester son intégrité dans le cadre d'examens médicaux en neurologie. Ces signaux électriques étant en général très faibles (de l'ordre du micro-Volt), il est souvent nécessaire de répéter l'enregistrement un grand nombre de fois de façon à moyenner toutes ces mesures pour augmenter le rapport signal sur bruit et obtenir une caractérisation fiable du potentiel évoqué. Le potentiel peut alors être décrit par différents paramètres comme son amplitude, sa latence, etc.

Le potentiel évoqué

Histoire

La première description d'un potentiel évoqué cérébral est due au médecin Richard Caton qui en 1875, a publié une note dans la revue de l'association médicale britannique dans laquelle il décrit pour la première fois comment un galvanomètre placé sur le cerveau de lapins dont il avait retiré le os du crâne permet de mesurer des « courants électriques de la matière grise [qui] semblent avoir une relation avec ses fonctions ». Plus de 50 ans après, l'inventeur de l'EEG, l'allemand Hans Berger, rendra hommage à Richard Caton pour ce travail précurseur.

Technique

Par extension, les potentiels évoqués peuvent également désigner la technique qui consiste à superposer plusieurs enregistrements pris dans des conditions identiques afin d'atténuer le bruit et les artéfacts de la mesure.

Description d'un potentiel évoqué

Les paramètres utilisés pour décrire un potentiel évoqué dépendent du contexte dans lequel est effectuée cette mesure. On fait notamment état de l'absence de potentiel évoqué (dans le cas de lésions affectant les centres cérébraux ou les voies nerveuses qui y conduisent depuis le récepteur périphérique) ou de sa présence. Lorsque le potentiel est détectable, on s'intéresse à son amplitude par rapport à la ligne de base.

Potentiel évoqué, exogène, endogène, induit

Certains auteurs font parfois la distinction entre event-related potential (traduit en « potentiel cognitif lié à un évènement » ou potentiel évoqué « endogène ») qui désigne les changements de potentiel électrique associés à un processus mental donc d'origine cérébrale et non directement liée à un stimulus et evoked potential (ou potentiel évoqué « exogène ») qui désigne les modifications neuroélectriques consécutives à une stimulation externe et observables aussi bien dans le système nerveux périphérique que dans le système nerveux central, voire au niveau des effecteurs dans le cas des potentiels évoqués moteurs. Néanmoins l'usage n'est pas strict et dans le domaine des neurosciences cognitives, le terme potentiel évoqué est souvent utilisé de façon générique.

Une autre distinction, introduite plus récemment, concerne la manière dont sont obtenues ces signaux. En effet l'ordinateur permet aujourd'hui de calculer plus qu'une simple moyenne à partir des mesures électrophysiologiques. Ainsi il a été proposé d'appliquer des opérations de traitement du signal, notamment des transformées spectrales, qui permettent d'obtenir une caractérisation des oscillations neuronales donnant lieu à ce qu'on appelle un potentiel « induit » : ce type de potentiel reste dépendant du signal, mais il manifeste un décalage temporel qui résulte du traitement neurophysiologique du signal et n'est plus parfaitement synchrone de l'évènement étudié.

Principaux potentiels évoqués

• Potentiels évoqués exogènes :
  • Les potentiels évoqués auditifs, visuels, tactiles... sont constitués d'une série d'ondes négatives et positives (N1, P2, etc.) qui reflètent l'activité des régions sensorielles (et parfois associatives) du cortex cérébral.

Par exemple,

• • L'onde N170 observée en réponse à la présentation de l'image d'un visage (voir l'article Perception des visages)
  • La négativité de discordance (mismatch negativity, MMN) observée lorsqu'un stimulus déviant (inattendu) est inséré au sein d'une série régulière de stimuli identiques.
• Potentiels évoqués endogènes :
  • L'onde P300 (ou P3) observée dans de nombreuses tâches cognitives, par exemple lorsque le sujet doit détecter des stimuli « cibles » au sein d'une série de différents stimuli comprenant des distracteurs (tâche dite de oddball).
  • N400 lié au traitement linguistique, au contenu ou représentation sémantique. Elle reflète la force de l'association auquel un concept est relié dans un contexte sémantique.
  • Variation contingente négative (VCN) observée en anticipation d'un évènement
  • Potentiel de préparation motrice (Bereitschaftpotential, BP, ou readiness potential, RP) qui précède un mouvement.

Revue en détails des PE exogènes

• PEV: Potentiel Évoqué Visuel.

L'intérêt est de tester les voies optiques, soit par visualisation de motifs alternés types "damiers", soit par Flash lumineux.

L'enregistrement s'effectue au niveau du Cortex Visuel (montage type 10/20 simplifié avec comme Terre: Fz, Oz et Cz). On observe les variations de P100 (Pointes Ondes avec une latence de 100)

Indications:

1. Lésions du Nerf Optique = Cécité monoculaire.
2. Lésions de la Bandelette Optique, Radiation Optique ou Cortex Visuel = Hémianopsie latérale.
3. Lésions Chiasma Optique = Hémianopsie bi-temporale.

• PEA: Potentiel Évoqué Auditif.

L'intérêt est de vérifier les voies auditives à l'aide d'une stimulation monoaurale (ondes carrés 50 à 90 dB sur une seule oreille).

L'enregistrement se fait au niveau du Nerf Auditif, du Tronc Cérébral et au niveau du cuir chevelu (potentiel évoqué cortical).

Indications:

1. Détermination du seuil auditif.
2. Hypoacousie unilatérale.
3. Atteinte endo-cochléaire.
4. Atteinte rétro-cochléaire.
5. Lésions du tronc cérébral.

• PEM: Potentiel Évoqué Moteur.

Permet de contrôler les voies motrices Pyramidales et le temps de conduction motrice. Ce potentiel est différent des autres dans sa pratique: en effet le patient est exposé à une stimulation magnétique (dépolarisation cellulaire) et AUCUN MOYENNAGE n'est possible pour cet examen.

• PES: Somesthésique.

Les voies somesthésiques (nerf périphérique, moelle épinière, Cortex Sensitif) peuvent être stimulée en plusieurs zones. On choisira souvent le nerf médian du poignet.

Les enregistrements s'effectuent alors au niveau médullaire, cervical et encéphalique.

Ce potentiel est étudié dans le cas d'une pathologie des nerfs périphériques ou au niveau des structures médullaires (Myélopathie, Syringomyélie, SEP).

Ces dernières techniques sont issues de l'observation de cas concrets dans des centres spécialisés en Neurologie ou des Centres d'imagerie EEG.

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