Détection et caractérisation des plis-de-passage sur la surface du cortex cérébral (FR/EN)

Résumé (FR)

Le plissement cortical, une caractéristique essentielle du cortex cérébral, présente une variabilité importante entre les individus. Les plis de passages (PP) sont des caractéristiques morphologiques qui peuvent expliquer en partie cette variabilité. En tant que caractéristique essentielle associée au processus de plissement du cortex, la connectivité structurelle sous-jacente des PP a également suscité beaucoup d’intérêt. Cependant, la difficulté d'identifier les PPs et le manque de méthodes systématiques pour les détecter automatiquement ont limité leur utilisation. Dans ce travail, nous présentons d'abord une méthode de détection automatique des PP sur le cortex, basée sur la morphologie corticale, en utilisant des techniques de classification supervisée. Ensuite, nous étudions la connectivité structurelle qui sous-tend la localisation des PP, et nous proposons une nouvelle approche pour étudier la densité des terminaisons des fibres U sur la surface corticale. Nous montrons que les PPs sont situés dans des régions ayant une haute densité de terminaison de fibres courtes.

Mots clés : Cerveau, machine learning, plis de passages, IRM, connectivité structurelle

Abstract (EN)

Cortical folding, an essential characteristic of the brain cortex, shows variability across individuals. Plis de passages (PPs), namely annectant gyri buried inside the folds, can explain part of the variability. As an interesting feature of the cortical folding process, the underlying structural connectivity of PPs also generated a lot of interest. However, the difficulty of identifying PPs and the lack of systematic methods to automatically detecting them limited their use. In this work, we first present a method to detect the PPs on the cortex automatically, based on the cortical morphology, by using supervised classification techniques. Then, we study the structural connectivity, particularly short-range U-fibers, underlying the location of PPs, and propose a new approach to study the density of U-fiber terminations on the cortical surface. We show that the PPs are located in regions of high density of intercrossing U-fibers termination.

Keywords: Brain, machine learning, annectant gyri, MRI, structural connectivity

Soutenance de thèse de Monsieur Tianqi SONG

Date : 3 décembre 2021, à 14H00
Lieu : Salle de thèse no. 2, aile bleue, premier étage, Bâtiment principal de la Faculté de Médecine, La Timone, 27 boulevard Jean Moulin, 13005 Marseille

Titre : Détection et caractérisation des plis-de-passage sur la surface du cortex cérébral

École doctorale : ED 184 Mathématiques et Informatique de Marseille

Spécialité : Informatique

Rapporteurs

• Mme Gloria MENEGAZ, Professeur des universités, Università di Verona, Italie

• Mme Meritxell BACH CUADRA, Maître de conférences, Université de Lausanne, Suisse

Membres du Jury 

• Mme Gloria MENEGAZ, Professeur des universités, UNIVERSITÀ di VERONA, Italie

• Mme Meritxell BACH CUADRA, Maître de conférences, Université de Lausanne, Suisse

• Monsieur Olivier COULON, Directeur de recherche, Institut de Neurosciences de la Timone, Marseille, France

• Monsieur Jean-François MANGIN, Directeur de recherche, Centre Neurospin / CEA, Gif sur Yvette, France

• Monsieur Pascal BELIN, Professeur des universités, Aix-Marseille Université, France