La tractographie et stimulation peropératoire optimiseraient l'exérèse tumorale en conservant la qualité de vie. Les principes du tenseur de diffusion, de la tractographie et de la stimulation cérébrale sont présentés. Une étude de la tractographie des radiations optiques et sa validation sur un modèle lésionnel ont permis de confirmer la faisabilité de la reconstruction. Parmi les algorithmes testés, le plus performant était le " Tensor Line " prédisant un risque de quadranopsie lorsque plus de 5 pour cent des trajectoires avaient une intersection avec le volume lésionnel. La 2ème partie portait sur les processus cognitifs du langage dont la traduction, en stimulation corticale lors de chirurgies éveillées pour 7 patients bilingues. Vingt six zones d'interférences de tâches ont été retrouvées mais aucune n'était spécifique de la traduction qui reste complexe à étudier. Enfin, les perspectives d'intégration de ces 2 techniques sont évoquées à travers 3 cas cliniques. / Tractography and intraoperative stimulation would optimize tumor resection preserving the quality of life. The principles of diffusion tensor, tractography and brain stimulation are shown. A study of tractography of optic radiation and validation on a lesion model was able to confirm the feasibility of the reconstruction. Among the tested algorithms, the most effective was the "Tensor Line" predicting a risk of quadrantanopia when more than 5% of the trajectories have an intersection with the lesion volume. The second part focused on the cognitive process of language whose translation by cortical stimulation during awake surgery for 7 bilingual patients. Twenty-six interference tasks area were found but none was specific to the translation, which is complex to study. Finally, the prospects for integration of these 2 techniques are discussed through three clinical cases.

Notre étude est dédiée au développement d’un protocole d’évaluation du langage à visée clinique. Nous examinons les spécificités du traitement du langage oral à travers le filtre des fonctions langagières actualisées par la prosodie. Système composite par excellence, largement négligé tant dans l’étude du traitement du langage que dans les évaluations orthophoniques, la prosodie est cependant en étroite relation avec les composantes du langage et réalise par ce biais l’ensemble des fonctions structurantes du langage. Deux fonctions linguistiques de la prosodie sont ici testées en compréhension : une fonction syntaxique, sous-tendue par le marquage accentuel des frontières de syntagmes réalisé par un accent final et un accent initial, et une fonction pragmatique impliquant la fonction de focalisation initiée par un accent emphatique. Après avoir procédé à la normalisation de notre protocole auprès d’un groupe de sujets contrôles, notre évaluation a été intégrée à la prise en charge longitudinale de deux patients atteints de gliomes de grade II. Dans ce cadre spécifique, nous avons adapté nos épreuves au contexte de la chirurgie éveillée. Les capacités langagières des patients ont été testées en condition pré-opératoire afin d’observer l’impact cognitif de la tumeur et en condition post-opératoire afin d’évaluer les conséquences de l’exérèse. Les résultats soulèvent des questionnements concernant la spécialisation hémisphérique de la prosodie. Ils ont aussi permis de mesurer la sensibilité de notre protocole. L’étude exploratoire réalisée en condition peri-opératoire nous a permis de soulever les contraintes inhérentes à la méthode de stimulation électrique directe. / This study is dedicated to the development of an exploratory clinical protocol for language evaluation, where prosody is seen as the core system for assessing spoken language processing in a more comprehensive way than is usually the case in clinical studies. Indeed, prosody is usually largely neglected in studies on language processing, as well as in speech therapy and neuropsychological evaluations. However, prosody is tightly linked to the different components of language, and plays a central role in linguistic structuring. Two linguistic functions of prosody are tested here in language comprehension: 1) the syntactic function of prosody, where both final and initial accenting help delimit syntagmatic grouping ; 2) the pragmatic function of prosody, where prosodic focus brings salience to a specific part of discourse. The protocol was first normalized on a control group of healthy participants. We then ran the evaluation in a peri-surgical context on two patients suffering from grade II glioma. The protocol had to be adapted to the context of awake surgery. The language capacities of the patients were tested first in pre-surgical context in order to assess the cognitive consequences of the brain tumor, then in post-surgical context to evaluate the consequences of the tumor removal. Results raise questions regarding the hemispheric specialization of prosody, and more globally regarding the localization of language processing. The other interesting outcome of this research is to propose improvements for the evaluation of language capacities in a surgical context using direct brain electric stimulation.

Notre étude est dédiée au développement d'un protocole d'évaluation du langage à visée clinique. Nous examinons les spécificités du traitement du langage oral à travers le filtre des fonctions langagières actualisées par la prosodie. Système composite par excellence, largement négligé tant dans l'étude du traitement du langage que dans les évaluations orthophoniques, la prosodie est cependant en étroite relation avec les composantes du langage et réalise par ce biais l'ensemble des fonctions structurantes du langage. Deux fonctions linguistiques de la prosodie sont ici testées en compréhension : une fonction syntaxique, sous-tendue par le marquage accentuel des frontières de syntagmes réalisé par un accent final et un accent initial, et une fonction pragmatique impliquant la fonction de focalisation initiée par un accent emphatique. Après avoir procédé à la normalisation de notre protocole auprès d'un groupe de sujets contrôles, notre évaluation a été intégrée à la prise en charge longitudinale de deux patients atteints de gliomes de grade II. Dans ce cadre spécifique, nous avons adapté nos épreuves au contexte de la chirurgie éveillée. Les capacités langagières des patients ont été testées en condition pré-opératoire afin d'observer l'impact cognitif de la tumeur et en condition post-opératoire afin d'évaluer les conséquences de l'exérèse. Les résultats soulèvent des questionnements concernant la spécialisation hémisphérique de la prosodie. Ils ont aussi permis de mesurer la sensibilité de notre protocole. L'étude exploratoire réalisée en condition peri-opératoire nous a permis de soulever les contraintes inhérentes à la méthode de stimulation électrique directe.

La "chirurgie éveillée du cerveau" consiste à retirer des tumeurs cérébrales infiltrantes (gliomes de bas grade, GIBG) à progression lente chez un patient éveillé. Une cartographie anatomo-fonctionnelle du cerveau est réalisée par stimulation électrique directe (SED) des zones proches de la tumeur afin de discriminer les aires cérébrales fonctionnelles de celles qui ne le sont plus. Les effets inhibiteurs de la stimulation sont mis en évidence par les tests neuropsychologiques réalisés par le patient lors de la chirurgie. Cependant, la SED est paramétrée de manière totalement empirique bien qu’utilisée de façon standardisée. De plus, si ses effets comportementaux sont mis en avant, ses effets électrophysiologiques restent plus méconnus. La conservation de la relation entre électrophysiologie (potentiel évoqué, PE) et comportement (fonction) est cruciale lors de chirurgies des GIBG : l’analyse des PE en temps réel permettrait une identification de ces relations au cours même de la chirurgie.Pour cela, nous avons réalisé des enregistrements peropératoires de l’activité électro-corticographique (ECoG) du cortex (CPP, n° ID-RCB : 2015-A00056-43). L’étude de ces enregistrements a permis de mesurer les effets electrophysiologiques de la SED corticale et sous-corticale, en évaluant la réponse du cerveau à la stimulation au travers des PE. Une chaine d'acquisition spécifique à la mesure de l'ECoG a été développée afin de pouvoir à terme mesurer et visualiser les PE en temps réel. De plus, un algorithme de post-traitement a été implémenté afin de réduire la contamination du signal par l’artefact de stimulation.Mieux comprendre les mécanismes sous-jacents à la SED, notamment au travers de la mesure des réponses électrophysiologiques, doit permettre de proposer des protocoles peropératoires plus objectifs afin d'améliorer la planification chirurgicale et la qualité de vie des patients. / The ‘Awake brain surgery’ consists in removing some slow-growing infiltrative brain tumor (low grade glioma, LGG) in a patient, to delay its development while preserving the functions. An anatomo-functional mapping of the brain is performed by electrically stimulating brain areas near the tumor to discriminate functional versus nonfunctional areas. The inhibitory effects of this direct electrical stimulation (DES) are evidenced by the neuropsychological tests undergone by the patient during the tumor resection. However, the DES parameters are empirically set even though its use is standardised. Moreover, even if its behavioural effects are well known, its electrophysiological effects have been partially depicted.Preserving the relationship between electrophysiology (evoked potential, EP) and behaviour (function) is crucial in LGG surgery.Intra-operative electrocorticographic recordings (ECoG) of the brain activity were thus performed (CPP, n° ID-RCB : 2015-A00056-43). The electrophysiological effects of cortical and subcortical DES on brain activity have been highlighted, by assessing the response of the brain to the stimulation through EP recordings analysis. A new acquisition set-up has also been specifically developed for ECoG recordings in order to measure and eventually visualise the EP in real-time. Furthermore, a post-processing algorithm has been implemented to reduce the signal disturbances induced by the stimulation artefact.A better understanding of the underlying DES mechanisms, in particular through the measurement of electrophysiological responses, should enable designing more perfected protocols in order to improve the surgical planning, and quality of life of the patients.