La bande de fréquence alpha

Dans notre travail, nous nous sommes particulièrement intéressés aux bandes alpha vu que des effets des ondes RF de la téléphonie mobile ont été rapportés sur ces bandes. Dans cette partie nous allons détailler les modes fonctionnels que reflètent ces ondes.

La bande alpha constitue la bande de fréquence dominante du cerveau humain, elle se manifeste par un pic dans l analyse spectrale Klimesch et al., 1998). Les bandes alpha

sont connues depuis la découverte de l EEG par Berger Berger, .

Les fonctions cognitives et motrices dépendent du fonctionnement de populations de neurones organisés en réseaux. L'activation de ces groupes de neurones pourra être

détectée par des modifications dans les signaux de l EEG en cours d enregistrement. La

fréquence de l'activité rythmique spontanée peut alors refléter à la fois les propriétés membranaires intrinsèques des neurones isolés ainsi que l'organisation et l'interconnectivité des réseaux auxquels ils appartiennent (Lopes da Silva, 1991). Un tel réseau peut être constitué de populations de neurones appartenant à une région bien déterminée reliés entre eux par des boucles rétroactives intra-corticales, mais peut être aussi réparti sur différentes parties du cerveau, comprenant un grand nombre de neurones, par exemple les réseaux corticaux contrôlées par les boucles rétroactives thalamo-corticales.

L activité cohérente dans les grandes populations neuronales résulte probablement des oscillations de basse fréquence et de grande amplitude, les rythmes de la bande alpha. Alors que la synchronie dans les populations neuronales locales plus restreintes peut être considérée comme la source des bandes bêta ou gamma par exemple (Pfurtscheller et Lopes da Silva, 1999). Notamment, il est fortement probable

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que dans la génération et le contrôle des rythmes de la bande alpha, à la fois, les boucles thalamo-corticales ainsi que les boucles cortico-corticales jouent un rôle important. Alors, l activité alpha se manifeste à la fois dans le cortex et le thalamus, alors que l'activité bêta, par exemple, apparaît uniquement dans le cortex (Lopes da Silva, 1991).

Par conséquent, la signification fonctionnelle de l'activité oscillatoire alpha peut être en relation étroite avec les réseaux neuronaux sous-jacents. L'hypothèse générale est que la dynamique d'un tel réseau visualisant par exemple différents états de synchronie des cellules dus à des stimulations externes ou internes, est exprimée dans

au moins deux tracés rythmiques caractéristiques de l EEG :

(i) L atténuation de l amplitude ou la diminution de la puissance décrites par la

désynchronisation liée à l'événement DLE ou de l anglais event-related

desynchronization ERD)

(ii) L'augmentation de l amplitude ou l'augmentation de la puissance des bandes de

fréquence décrites par la synchronisation liée à l'événement SLE ou de l anglais

event-related synchronisation ERS), (Pfurtscheller et Lopes da Silva, 1999).

La DLE de la bande alpha également appelée blocage alpha , signifie que suite à

certains évènements, la synchronie (corrélation) entre les neurones sous-jacents diminue. En revanche, les enregistrements EEG qui montrent une SLE de la bande alpha, révèlent que les réseaux neuronaux sous-jacents présentent une activité cohérente.

Plusieurs preuves indiquent que la DLE du rythme de la bande alpha peut être corrélée à l activation des zones corticales, comme il a été rapporté dans les processus cognitifs sensoriels, et moteurs (Klimesch, 1997 ; Bastiaansen et al., 2001 ; Neuper et Pfurtscheller, 1994 ; Pfurtscheller et al., 1999).

Dans les tâches cognitives, l amplitude de la DLE semble refléter des processus énergétiques tels que l'attribution à des processus d attention, d'excitation et d'effort

Boiten et al., 1992 ; Klimesch et al., 1992, 1998 ; Dujardin et al., . L observation

commune est que les tâches de cognition exigeantes sont associées à une plus grande DLE contrairement aux tâches simples, qui nécessitent moins d attention pour être effectuées. Cette interprétation est soutenue par des études qui ont montré que les différences inter-individuelles dans l'intelligence humaine sont reflétées dans

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l'amplitude et la répartition spatiale de la DLE dans les tâches cognitives exigeantes (Neubauer et al., 1995). De plus, une relation entre la puissance de la bande alpha et la performance de la mémoire a été rapportée (Vogt et al., 1998). Les auteurs ont observé que les personnes ayant une bonne performance avaient des puissances alpha supérieures à ceux ayant des performances moindres.

En revanche, plusieurs études interprètent la modulation de la bande alpha dans les paradigmes d'attention sélective parce que la puissance de la bande alpha n augmente pas

dans les zones de traitement des informations, alors qu au retour au niveau basal, les

zones de traitement de l information montrent une augmentation dans la puissance de la bande alpha. L'activité oscillatoire de la bande alpha a été alors considérée comme étant un

mécanisme potentiel de suppression de lattention. Lorsqu un sujet se concentre sur une

modalité particulière, l'activité EEG dans l'alpha diminue spécifiquement dans la région correspondante du cerveau. Ceci a été démontré pour la première fois par Berger (1929) sur l'activité alpha de la région pariéto-occipital, mais aussi, plus tard, pour la bande alpha centrale (bande mu) et la bande bêta (Chatrian et al., 1959 ; Jasper et Penfield, 1949). En outre le rythme alpha occipital et le rythme mu central, sont à la fois interprétés comme les rythmes 'ralentis' du cortex visuel et sensori-moteur, respectivement (Kuhlman, 1978).

D après Pfurtscheller, l'activité alpha représente un état "ralenti" de l activité corticale, alors que l'absence relative d'alpha reflète l'activité corticale (Pfurtscheller, 1992). Cependant, lorsque les repères visuels sont utilisés en tant que début du stimulus visuel, des réductions de l'amplitude des oscillations de l'alpha ont été observées (Mulholland, 1965 ; Pfurtscheller et Aranibar, 1977).

Plusieurs revues et plusieurs travaux expérimentaux ont rapporté que la bande

alpha se désynchronise avec l exigence croissante des tâches, (Pfurtscheller 1992 ;

Klimesch 1996, 1997 ; Gevins et al., 1997, 1998 ; Lopes da Silva, 1991 ; Marciani et al., 1994 ; Rugg and Dickens 1982 ; Ramos et al., 1993) et que les rythmes alpha au repos reflètent la désactivation corticale et la préparation au traitement de l'information lors d'un état mental détendu (Klimesch et al., 2003 ; Klimesch, 1999). Ceci semble associé à des modestes apports cholinergiques et sérotoninergiques sous-corticaux excitant le cortex (Dringenberg, 2000 ; Ricceri et al., 2004).

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sémantique et attentionnelle sont de puissants facteurs qui conduisent à une suppression sélective de l'alpha et que les effets bien décrits de stimulation visuelle (par exemple, les yeux ouverts ou fermés) ne représentent qu'une catégorie spéciale des demandes de la tâche sensori-sémantique (Klimesch et al., 1992, 1994, 1996, 1997 a, b, c).

Bien que plusieurs études aient rapporté un accroissement de l activité alpha durant

les états de relaxation, d autres ont constaté une diminution de ces mêmes ondes Jacobs et Lubar, 1989 ; Stigsby et al., 1981).

En résumé, les rythmes alpha au repos reflètent la désactivation corticale et la préparation au traitement de l'information lors d'un état mental détendu (Klimesch et

al., 2003 ; Klimesch, 1999). D'autre part, la réduction de la puissance des rythmes alpha

a été liée à la vitesse de traitement de l'information, à l'attention globale du sujet, et aux performances cognitives (Neubauer et Freudenthaler, 1995 ; Klimesch, 1997, 1999 ; Klimesch et al., 1998, 2003 ; Vogt et al., 1998 ; Krause et al., 2000 a, b).

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VII EFFETS SPÉCIFIQUES DES RADIOFRÉQUENCES

Une revue des effets des radiofréquences sur la physiologie humaine a été publiée (Ghosn et al., 2013).