L’objectif de ce cours est d’introduire les fondements de l’anatomie cognitive à travers 13 cours magistraux (le lundi, 2 heures par semaine, 8 h 30 – 10 h 30, salle Ribot, 29 rue d’Ulm) et 10 séances pratiques (2 heures par semaine, le vendredi, 14 h – 16 h, salle Ribot, 29 rue d’Ulm). Deux séances finales seront consacrées aux évaluations, dont la présentation en groupe d’un projet de recherche. Chaque cours magistral couvrira systématiquement un système cognitif particulier, des réseaux sensoriels et moteurs de bas niveau jusqu’aux fonctions cognitives supérieures, plus complexes et distribuées. Le contenu abordera trois aspects principaux de chaque système :
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Les structures et réseaux neuro-anatomiques clés impliqués, leur organisation topographique générale et leur localisation dans différents types d’imagerie cérébrale.
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Les contributions cognitives/fonctionnelles sous-tendant les mécanismes physiologiques, y compris les tests d’évaluation pertinents pour explorer ces processus.
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Des exemples de pathologies associées aux dysfonctionnements de ces systèmes, utilisées comme modèles expérimentaux pour explorer ces processus ou à des fins diagnostiques et thérapeutiques.
Programme des cours magistraux
Après une introduction au cours 1 : Anatomie cognitive et méthodes du domaine, les systèmes abordés ce semestre comprendront : cours 2 : les systèmes oculomoteurs et des mouvements oculaires ; cours 3 : l’action volontaire et les systèmes d’apprentissage moteur, dont le cervelet ; cours 4 : les voies auditives et les structures centrales de traitement du son ; cours 5 : les systèmes de traitement visuel et d’attention spatiale ; cours 6 : les systèmes sous-tendant la mémoire, l’apprentissage et les effets du sommeil et des émotions ; cours 7 : les systèmes de contrôle exécutif et cognitif ; cours 8 : prise de décision, ganglions de la base et apprentissage ; cours 9 : systèmes de motivation et de récompense et émotions ; cours 10 : systèmes du langage et de la communication ; cours 11 : les bases neuronales et les systèmes sous-tendant la conscience ; cours 12 : bases neuronales et systèmes de l’interaction sociale ; et nous conclurons par un cours 13 plus général : anatomie du cerveau, plasticité et rééducation.
Programme des séances pratiques
Les séances pratiques débuteront par la séance 1, qui comprendra une visite du CENIR (plateforme d’imagerie de l’Institut du Cerveau (ICM), à l’hôpital de la Pitié-Salpêtrière, 82 boulevard de l’Hôpital, bâtiment ICM, hall de l’étage -1, Paris, <Métro> Chevaleret, ligne 6, ou Saint-Marcel, ligne 5). Les séances suivantes seront divisées en 4 parties : les séances 2, 3 et 4 porteront sur l’IRM structurelle ; les séances 5 et 6 couvriront l’IRM fonctionnelle ; les séances 7 et 9 aborderont respectivement l’imagerie par ultrasons et la stimulation cérébrale non invasive couplée à des enregistrements EEG. Enfin, les séances 8 et 10 couvriront les méthodes et analyses EEG, MEG et sEEG. Au cours de ces séances, d’autres techniques d’exploration de l’anatomie et des fonctions du cerveau seront présentées, telles que l’électrophysiologie intracrânienne et les ultrasons fonctionnels (FUS). Dans certaines de ces séances pratiques, nous chercherons à montrer comment ces techniques fonctionnent et comment elles mènent à des conclusions, des données brutes aux résultats finis, à partir de jeux de données humaines réelles et de scripts d’analyse sur mesure.
Travaux notés à la maison et évaluations
Les étudiantes et étudiants devront se constituer en groupes de trois et rédiger conjointement un essai de 10 à 15 pages (hors références et annexes) sur un sujet de recherche « brûlant » en neuro-anatomie cognitive, impliquant des participants humains sains ou des populations de patients et un ou plusieurs des systèmes cognitifs abordés en cours. L’essai sera noté et devra prendre la forme d’un projet de recherche, comprenant les sections suivantes : (1) Titre et résumé (½ page) : un bref aperçu du projet ; (2) État de l’art (3 à 5 pages) : une revue systématique des recherches existantes dans le domaine d’intérêt choisi ; (3) Question de recherche et objectifs (1 à 2 pages) : l’identification d’une question de recherche pertinente et nouvelle dans ce contexte, ainsi que les objectifs généraux et spécifiques du projet ; (4) Méthodologie et plan d’étude (3 à 5 pages) : une description détaillée des méthodes et du plan expérimental les mieux adaptés pour répondre à la question de recherche et tester l’hypothèse ; (5) Prédictions et hypothèses (1 à 2 pages) : une série de résultats attendus pour chaque objectif spécifique ; (6) Risques méthodologiques et expérimentaux (1 page) : l’identification des principaux risques et des alternatives proposées pour en atténuer l’impact sur l’étude ; (7) Considérations éthiques (1 page) : une discussion des risques médicaux et psychologiques, des droits des participants (dont le respect de la vie privée et la confidentialité des données), des biais de genre, et des solutions proposées ; (8) Impact scientifique et sociétal (1 page) : une explication de l’impact scientifique, clinique, social et technologique potentiel du projet ; (9) Références : la liste de toutes les références citées ; (10) Figures et annexes : figures supplémentaires ou documents complémentaires (sans limite de pages).
Deux séances d’évaluation seront organisées (séances 11 et 12), durant lesquelles chaque groupe préparera une présentation PowerPoint et exposera oralement son projet en 15 minutes devant ses pairs et les coordinateurs, suivie d’une séance de questions-réponses. Les équipes qui présentent seront évaluées sur leur capacité à communiquer efficacement les aspects clés de leur projet dans un temps limité et à répondre aux questions de l’auditoire. Les équipes présentes seront également notées sur leur capacité à soulever et à poser des questions pertinentes à leurs pairs. À chaque séance, après les présentations et les discussions, un court quiz évaluera la capacité des étudiantes et étudiants à identifier des structures cérébrales sur des images et à en décrire le nom et les fonctions cognitives.
La note finale sera la moyenne pondérée de l’essai/projet écrit (40 %), de sa présentation et défense publiques par les trois membres (40 %) et des résultats des quiz d’anatomie (20 %). Un bonus de +10 % sera ajouté pour les questions pertinentes et perspicaces posées lors des présentations de projets. À noter : l’essai/projet écrit, la défense publique et le bonus de +10 % évaluent un effort collectif coordonné et seront attribués à chaque membre du groupe.