Ce n’est pas nouveau, les méandres et circonvolutions énigmatiques du cerveau ont toujours intrigué médecins et chercheurs, mais ce n’est que relativement récemment que nous pouvons explorer le cerveau et tenter de comprendre ses mécanismes au travers de l’imagerie médicale.
En 1875, un médecin anglais, Richard Caton, est le premier à mesurer l’activité neuroélectrique du cortex cérébral en plaçant l’électrode d’un galvanomètre directement en contact avec la surface du cerveau d’animaux craniotomisés. Il montre ainsi que l’activité fonctionnelle (par exemple la vision) correspond à l’apparition d’une polarisation négative dans une zone circonscrite du cortex cérébral.
Premier tracé EEG de 1924
L’enregistrement de l’activité neuroélectrique chez l’être humain débutera avec l’apparition de l’électro-encéphalographie (EEG) mise au point par Hans Berger au cours des années 1920. Cette technique permet pour la première fois d’étudier les corrélats neurophysiologiques des activités cognitives en temps réel avec une excellente résolution temporelle de l’ordre de la milliseconde. Cet examen reste incontournable pour le diagnostic et la classification des épilepsies.
IRM cérébrale
C’est dans la seconde moitié du XXe siècle que se situe une grande révolution dans l’étude du cortex cérébral, avec la mise au point de méthodes d’imagerie cérébrale non invasives. Le médecin peut voir le cerveau fonctionner sans ouvrir le crâne. Jusque-là, les radiographies standards ne donnaient que des images inexploitables (le cerveau n’étant pas radio-opaque) et l’angiographie cérébrale ne permettait de voir que les axes vasculaires cérébraux. « Grâce à l’introduction des techniques de neuro-imagerie, le niveau molaire de description a pu se substituer au niveau moléculaire dominant. »
Ce fut d’abord le scanner qui permit de visualiser, pour la première fois le cerveau et les zones corticales avec une précision remarquable, puis la résonance magnétique nucléaire (IRM) a considérablement modifié, à son tour, l’étude iconographique des structures corticales.
En 1938, le principe de résonance magnétique nucléaire est découvert par Isidor Isaac Rabi. Cette découverte aboutira, en 1973, à la mise au point de ce qui allait devenir l’imagerie par résonance magnétique ou IRM, simultanément par Paul Lauterbur et Peter Mansfield qui reçurent conjointement un prix Nobel (Prix Nobel de physiologie ou médecine en 2003)



Une fois élaborées des techniques facilitant l’identification de structures et tissus cérébraux sur les images, les chercheurs se heurtent au problème de la localisation de leurs limites et à celui de la description, en termes numériques, de leur forme. Les chercheurs sont également confrontés à l’hétérogénéité des images IRM réalisées en des lieux et à des époques différentes, ainsi qu’à la masse colossale de données contenues dans les grandes séries d’observations. Enfin, les informaticiens rencontrent une autre difficulté, qui n’est plus d’ordre technique : à tous les stades du processus, les méthodes développées doivent être confrontées aux jugements des experts médicaux· jugements qui s’avèrent parfois contradictoires.