Salle insonorisée
Le laboratoire est équipé d’une grande salle faradisée et insonorisée (à double-parois) de 15 m2, dans laquelle nous étudions différents phénomènes langagiers, cognitifs et auditifs dans un environnement contrôlé et silencieux. Le laboratoire est équipé d’une suite audiovisuelle complète (microphones de table, microphones casques, microphone cravate, cartes de sons professionnelles, sonomètres, audiomètre, hauts parleurs, caméra vidéo, casques d’écoute, enregistreurs numériques, etc.) nous permettant d’effectuer des enregistrements de parole et de voix d’une seule ou de plusieurs personnes simultanément, et de présenter des stimuli audio, visuels et audiovisuels à nos participants, dans un environnement extrêmement contrôlé et silencieux.
Plateforme de neurostimulation
La stimulation magnétique transcranienne est une technique non invasive qui permet de stimuler sans douleur de petites parties du cerveau humain au moyen d’un champ magnétique ifocal nduit par une bobine de fils de cuivre placée sur la tête. Le champ magnétique est généré par un courant qui circule à travers la bobine de fils de cuivre isolée dans une gaine de plastique. Le courant engendre un champ magnétique qui à son tour induit un courant secondaire dans tout conducteur à sa portée, ici le cerveau. L’effet de la TMS est d’amplifier ou de réduire temporairement l’activité dans de très petites parties du cerveau (« neuromodulation »).
La bobine de TMS est maintenue sur le crâne – aucun contact avec le cerveau n’est nécessaire car le champ magnétique traverse aisément le cuir chevelu et le crâne. Ce champ magnétique modifie temporairement l’activité de la partie du cerveau sous-jacente à la bobine. La taille de la région stimulée ne dépasse pas 2 cm2. En étudiants les effets de la stimulation sur le comportement, on peut déduire le rôle que jouent des aires précises dans certaines fonctions. La TMS peut accélérer ou ralentir la capacité à parler ou à effectuer un mouvement, elle peut induire des mouvements moins précis ou favoriser les erreurs dans l’exécution de mouvements. Elle peut également avoir des effets sur la perception et la cognition. Les effets induits pas la TMS, qu’ils soient moteurs, cognitifs ou perceptuels, sont toujours subtils et de très courte durée (quelques secondes à quelques minutes); ils ne sont généralement pas perçus par les personnes recevant la stimulation.
La plateforem de TMS du labo (Magstim Super Rapid 2) est utilisée pour l’étude des corrélats neurologiques de la parole, du langage et de la cognition. Notre système inclut deux bobines de stimulation permettant la stimulation à impulsions uniques et répétées (Air film coil, et D70-2 Coil) et un système de neuro-navigation nous permettant de localiser avec précision les régions cibles (Brainsight 2, Rogue Research).
Laboratoire EEG
Nous sommes maintenant équipés d’un système d’électroencéphalographie (EEG) à 64 canaux de la compagnie BrainVision (actiCHamp plus avec actiCAP) compatibles TMS comprenant un module d’enregistrement électrophysiologique auditif du tronc cérébral (en anglais « auditory brainstem potential » ou ABR). Ce système EEG nous permettra de mesurer l’activité cérébrale durant des tâches de parole et de langage, et d’étudier l’évolution temporelle des effets de la TMS sur l’activité cérébrale au repos et pendant des tâches de parole et d’audition chez des adultes de 18 à 100 ans. Les électrodes ultra minces (actiCAP slim) permettent l’utilisation simultanée de la TMS et de l’EEG.
Nous avons aussi fait l’acquisition d’un module ABR pour étudier les potentiels auditifs sous-corticaux, lesquels sont importants pour comprendre le vieillissement du traitement de la parole. La particularité de l’ABR est que l’amplificateur doit être très puissant pour enregistrer des signaux d’extrêmement faible amplitude (typiquement <1μV) et très rapides (ces signaux surviennent entre 0 et 10 ms après la présentation d’un son).
Notre système EEG utilise des électrodes actives (première amplification au niveau de l’électrode) qui permettent d’obtenir un signal de qualité sans avoir à frotter de façon excessive le cuir chevelu des participants afin de réduire l’impédance. Ceci élimine le risque de blessure et d’infection chez les participants, accélère le processus de pose des électrodes, ce qui diminue la durée des expérimentations. Comme nous travaillons avec des personnes âgées et très âgées, il est impératif de minimiser le temps au laboratoire pour éviter la fatigue, et d’éviter de causer des blessures au cuir chevelu des personnes âgées.
Imagerie par résonance magnétique
Nous avons accès à un appareil IRM Philips 3.0 Tesla Achieva TX à la Clinique IRM Québec-Mailloux, situé à 10 minutes du centre de recherche. Pour présenter des stimuli audio à nos participants, nous utilisons un casque d’écoute IRM-compatible électrostatique (Nordic Neurolab, Norvège) et un microphone omni-directionnel IRM-compatible (MO-2000, Sennheiser). Nous pouvons également présenter des stimuli visuels grâce à un système de projection et enregistrer des réponses manuelles.
Mesures physiologiques
La laboratoire est équipé d’un système de mesure physiologique (Biopac) pour l’enregistrement de la respiration (capacité vitale, capacité expiratoire maximale, etc.) et de l’activité musculaire (p.ex. celle des muscles du visage) durant la production de la voix et de la parole ainsi que de la déglutition. Les enregistrements électro-myographiques (EMG) à multiples canaux fournissent des informations précieuses sur les patrons d’activité musculaire (décours temporel, fréquence, amplitude) ; ces patrons peuvent changer au cours du vieillissement normal et dans certaines pathologies (p.ex. la dysarthrie, la dysphagie), les enregistrements électro-myographiques permettent ainsi de caractériser non seulement l’activité musculaire normale et anormale. Nous étudions aussi la force, le tonus muscualire et l’endurance musculaire des lèvres et de la langue à l’aide d’un appareil appelé l’IOPI. La fatigabilité est fréquente chez les personnes âgées ainsi que chez les personnes souffrant de certaines pathologies telles que la dysarthrie : l’IOPI offre un moyen objectif de mesurer plusieurs paramètres pouvant affecter la capacité à produire des sons et des mots.
Laboratoire informatique
Le laboratoire inclut une grande salle d’analyse équipée d’une dizaine d’ordinateurs Apple récents et puissants pour effectuer les analyses de données rapidement et de manière sécuritaire. En effet, des copies de sécurité de tous les ordinateurs du laboratoire sont effectuées automatiquement plusieurs fois par jour et toutes nos données sont stockées sur un serveur central, ce qui facilite le partage des données entre les étudiants et garantit la pérennité des données et des analyses. Tous les ordinateurs sont équipés de logiciels pour l’analyse des données IRM (AFNI, Freesurfer), de logiciels pour l’analyse acoustique et la création de stimuli, de logiciels pour les analyses statistiques, etc.
