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Introduction : Functional brain imaging techniques are used to study the cerebral processes involved in cognitive functions. In this perspective, it’s possible to use even-related brain potentials (ERPs) to look for anatomical, localization of recorded sources if electrical activity. This so-called ‘inverse problem’ is known to have a lot of possible solutions. The methods used to solve this problem are known as ‘inverse methods’.
Objectives : The first objective of this report is to review the different inverse methods. The second objective is to define a procedure for these methods. The third objective is to apply this procedure to face recognition.
Materials : In order to achieve these goals, data were taken out form original study (Rossion et al., 2000). Visual evoked potentials were recorder from 14 subjects during the visual presentation of black and white photographs of faces and oriented objects (cars) presented either upside-down or upright. A negative temporal wave usually described as the N170, and a positive wave at the vertex (the VPP) were recorded 170 ms after the stimulus onset, for all kinds of stimulus. The N170 wave is slightly delayed in time for upside-down faces solely (Rossion et al, 2000). We attempted to apply the experimental procedure of localizing nervous generators of these two waves (N170 and VPP).
Methods : This procedure first included a step of definition of nervous generator hypotheses from the analysis of the peaks of evoked potentials, from the analysis of topographies (scalp potentials, surface laplacians, Minimum Norm estimates of cortex currents), and also from neuroanatomical and neuropsychological knowledge. A second stage consisted of evaluating the most plausible hypothesis verification : we defined 2 regions of interest (i.e. Fusiform Gyrus and Superior Temporal Sulcus) in which we placed and adjusted the position of the equivalent dipoles of the cerebral activities corresponding to the N170 and the VPP waves.
Results : We have shown on the one hand that the VPP was probably not the consequence of a specific cerebral activity and that it constitutes the vertex counterpart of the temporal negativity (the N170 wave). On the other hand, we have shown that a single generator located in the fusiform gyri (one on the left and one on the right), was sufficient to rebuild the topography of ERPs around 170 ms. Although, a better result is given when we also adjust two supplementary activities located in the left and right superior temporal sulci, but these activities seem less important than the previous one. Finally, we have noted that the localization of the cerebral activity associated with the N170 wave was not face-specific. Furthermore, the effect of face inversion (i.e., a specific increase in latency of the N170 wave for upside-down faces) didn’t correspond to a different localization than the localization for upright faces, although this localization seems to be delayed for upside-down faces (e. g. 164 ms for upright faces and 170 ms for upside-down faces). These results allow us to show the interest of source localization techniques in the study of a cognitive ability such as face recognition. Introduction : l’étude des processus cérébraux impliqués dans les fonctions cognitives recourent aux techniques d’imagerie cérébrale fonctionnelle. Dans cette perspective, il est possible d’utiliser la technique des potentiels évoqués (PE) pour rechercher la localisation anatomique des sources des activités électriques enregistrées. La solution de ce problème n’est pas unique. Les différentes méthodes qui tentent de résoudre ce problème sont appelées méthodes de résolution du « problème inverse ». Objectifs : le premier objectif de ce rapport est de répertorier les méthodes les plus courantes de résolution du problème inverse. Le second objectif est de définir une démarche d’utilisation de ces méthodes. Le troisième objectif est d’appliquer cette démarche à la reconnaissance des visages. Matériel m Afin d’atteindre ces objectifs, des enregistrements de potentiels évoqués ont été repris d’une étude originale préalable (Rossion et al., 2000). Des potentiels évoqués visuels ont été enregistrés chez 14 sujets lors de la présentation visuelle de photographies en noir et blanc de visages et d’objets orientés (voitures), présentés à l’endroit ou à l’envers. Une onde temporale négative habituellement décrite comme la N170 et une onde positive au vertex (la VPP) ont été enregistrées 170 ms après le début de la stimulation, pour tous les types de stimuli. L’onde N170 est légèrement retardée pour les visages à l’envers uniquement. Nous avons tenté d’appliquer la démarche de recherche de générateurs nerveux à ces deux ondes (N170 et CPP). Méthode : Cette démarche comportait une première étape de définition d’hypothèses de générateurs nerveux à partir de l’analyse des pucs de potentiesl évoqués, à partir de l’analyse des topographiques (de PE, de laplacienc d’estimation linéaire de courant s(dipôlesà répartis à la surface du cortex), et également à partir de présupposés neuroanatomiques et neuropsychologiques. Une seconde étape a consisté en une vérification des hypothèses les plus plausibles : nous avons défini des régions d’intérêt (Par exemple, le Gyrus fusiforme et Sillon Temporal Supérieur) dans lesquelles nous avons placé et ajusté au mieux la position des dipôles équivalents modélisant les activités cérébrales correspondant à l’onde N170 et à l’onde VPP. Résultats : Nous avons pu montrer d’une part que la VPP n’était probablement pas la conséquence d’une activité cérébrale spécifique et qu’elle constitue la contrepartie au vertex de la négativité temporale (l’onde N170). D’autre part, nous avons montré qu’un seul générateur situé dans la gyrus fusiforme (un à gauche et un à droite), suffisaient à reconstruire la topographie des PE aux alentours de 170 ms. Pourtant, un meilleur résultat est pourtant obtenu lorsqu’on ajuste également deux activités dans les sillons temporaux supérieurs G et D, mais ces activités semblent moins importantes. Finalement, nous avons constaté que le localisation des activités cérébrales associées à l’onde N170 n’était pas spécifique du traitement des visages. De plus, l’effet d’inversion des visages (c.-à.-d. une augmentation spécifique du temps de latence de l’onde N170 pour les visages à l’envers) ne correspondait pas des localisations différentes de celle des visages à l’endroit, bien que cette localisation soit plus tardive pour les visages à l’envers (164 ms pour les visages à l’endroit et 170 ms pour les visages à l’envers). Ces résultats nous permettent de montrer l’intérêt des techniques de localisation des sources dans une capacité cognitive, telle que la reconnaissance des visages.

Evoked Potentials

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EVOKED POTENTIALS, VISUAL --- EVOKED POTENTIALS, SOMATOSENSORY

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EVOKED POTENTIALS, SOMATOSENSORY

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Evoked potentials, somatosensory

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EVOKED POTENTIALS, VISUAL