Exposition aux champs électromagnétiques à 900 MHz et activité subcorticale de la bande alpha

L’Institut national de l'environnement industriel et des risques (Ineris) est un établissement public à caractère industriel et commercial, placé sous la tutelle du ministère chargé de l'environnement. L’institut a pour mission de contribuer à la prévention des risques que les activités économiques font peser sur la santé, la sécurité des personnes et des biens, et sur l’environnement. L’Ineris est l’organisme technique référent au niveau national dans le domaine des risques technologiques.
Il mène des travaux de recherche et d’expertise sur les risques technologiques, pour mieux comprendre les  phénomènes susceptibles de conduire aux situations d’atteintes à l’environnement, à la santé et aux biens. Opérateur indépendant, l’Institut est le référent technique de l’administration chargée de la prévention des risques et de ses services déconcentrés, les directions régionales de l’environnement, de l’aménagement et du logement (DREAL). Il accompagne aussi les entreprises afin de les aider à prendre les décisions les plus appropriées à une amélioration de la sécurité environnementale.

Avec l’utilisation sans cesse grandissante du téléphone portable, de plus en plus d’inquiétudes sont formulées concernant leurs effets potentiels sur la santé humaine, dont de possibles effets sur l’activité cérébrale au repos. Vu les résultats hétérogènes, il n’y a pas à ce jour de réponses vraiment concluantes à ces questions.

Nous avons réalisé pour la première fois dans ce domaine un protocole de magnétoencéphalographie (MEG) et d’électroencéphalographie (EEG) caractérisé par une très haute résolution temporelle et spatiale, afin de confirmer les effets sur l’activité cérébrale et déterminer les régions corticales qui seraient impliquées dans ces processus (Wallace, 2021, 2023).

Des sujets sains jeunes adultes ont été exposés à des champs électromagnétiques issus de téléphones portables customisés afin de délivrer une exposition ‘réelle’ de radiofréquences à 900 MHz ou réaliser une exposition factice. Ces conditions d’exposition ont été définies par un ordre croisé, randomisé et contrebalancé en double-aveugle (Wallace, 2021, 2023).

L’analyse des données MEG enregistrées avant et après exposition au téléphone portable a principalement montré une modulation de la densité de puissance spectrale de la bande alpha. L’analyse des données EEG a plutôt montré une modulation de la bande thêta pendant l’exposition (Wallace, 2021, 2023).

Concernant la bande alpha, qui représente l’oscillation de l’activité électrophysiologique cérébrale dominante chez l’adulte sain en état d’éveil et relaxation, la structure sous-corticale du thalamus semble être responsable de sa génération (da Silva, 2013). Plus précisément, cette région sous-corticale du cerveau ne joue pas seulement un rôle essentiel dans la génération et la modulation des oscillations alpha, mais il fonctionne aussi en interaction étroite avec le cortex.

Pour mieux comprendre, donc, l’implication de la bande alpha dans les effets éventuels liés à l’exposition aux champs électromagnétiques issus du téléphone portable, il pourrait être intéressant d’investiguer l’activité des structures sous-corticales, comme le thalamus.

Bien que la MEG soit généralement peu sensible aux sources sous-corticales, en raison notamment de leur éloignement par rapport aux capteurs et de leur cyto-architecture complexe, il a été montré qu’en utilisant un modèle réaliste, à la fois anatomique et électrophysiologique, de l’activité cérébrale profonde (Deep Brain Activity, DBA), ces sources peuvent apporter des contributions mesurables aux signaux enregistrés par la MEG (Attal, 2013). En effet, l’utilisation du modèle DBA permet de démontrer qu’il est possible de détecter de faibles modulations thalamiques de l’activité cérébrale en cours (Attal, 2013). Des autres études ont montré la possibilité de reconstruire l’activité électrophysiologiques de structures sous-corticales profondes en mesurant l’activité électrophysiologique corticale par MEG et EEG (Fahimi Hnazaee 2020 ; Pizzo 2019 ; López-Madrona 2022).

Missions 
Sous supervision le stagiaire participera aux missions suivantes :

1. Étude bibliographique : Rechercher et analyser la littérature scientifique concernant les signaux électrophysiologiques au repos, les effets de la 2G sur l'activité cérébrale, l'application de la méthode d'analyse de quantification aux signaux MEG et EEG, les méthodes d’analyses de localisation des source profondes.
2. Préparation des données : Prétraiter et segmenter les enregistrements électrophysiologiques en fonction des différentes phases du protocole.
3. Création des outils pour appliquer les méthodes nécessaires : Modèle de reconstruction des sources cérébrales profondes via langage type Python, MATLAB, R… Le stagiaire devra explorer et personnaliser ces bibliothèques pour l'application spécifique aux signaux cérébraux d’intérêt sous exposition à la 2G.
4. Analyse des résultats : Comparer les données électrophysiologiques de l’activité cérébrale issue des sources profondes lors des différentes phases expérimentales (pré-exposition, exposition, post-exposition).
5. Interprétation : Interpréter les résultats obtenus en les comparant avec les hypothèses initiales et les connaissances actuelles sur l'impact de la 2G, et rédiger un rapport détaillant les conclusions scientifiques.

Compétences requises :

• Connaissances de base en analyse de signaux, idéalement MEG ou EEG.
• Capacité à programmer en Python, MATLAB.
• Curiosité pour découvrir et apprendre et développer de nouvelles méthodes.
• Capacité à travailler avec des données complexes.
• Compétence en recherche bibliographique pour extraire des informations pertinentes sur le codage et les algorithmes depuis la littérature scientifique.
• Intérêt pour les neurosciences et les technologies de communication.

Compétences développées :

• Apprentissage et maîtrise des méthodes pour l'analyse de signaux MEG et EEG.
• Développement d'outils et de scripts d'analyse.
• Expérience en recherche et extraction d'informations techniques dans la littérature.
• Expérience en rédaction scientifique et présentation de résultats.

Durée :
6 mois

Lieu :
INERIS à Verneuil-en-Halatte

Profil recherché :
Étudiant(e) en Master 2 ou équivalent, avec une spécialisation dans l'un des domaines suivants :

• Informatique, avec un focus sur le traitement du signal ou l'analyse de données.
• Neurosciences ou Sciences Cognitives, avec un intérêt pour la neuro-imagerie, les signaux MEG et EEG.
• Mathématiques Appliquées, avec une spécialisation en analyse de données ou en modélisation
• Ingénierie, avec une spécialisation en systèmes dynamiques ou en traitement du signal.
• Physique, avec une spécialisation en systèmes complexes ou en traitement des données expérimentales.
• Les candidat(e)s doivent posséder des compétences en programmation (Python, MATLAB) et être capables de rechercher et d'extraire des informations pertinentes de la littérature scientifique pour développer et appliquer des outils d'analyse avancés.