2    Nature des signaux bioélectriques (électroneurographie et électrocorticographie)

Contenu

Pour comprendre comment l'activité nerveuse génère des ondes que l'on peut enregistrer à l'aide d'électrodes placées sur la peau (par exemple, le cuir chevelu), il est nécessaire de revenir sur quelques principes de physique.

Rappel de physique élémentaire : charge isolée et dipôle [Pour information ]

Une charge électrique crée autour d'elle un champ électrique: elle attire à elle toute charge de signe opposé placée dans ce champ et repousse toute charge de même signe. La force d'attraction ou de répulsion s'exerce selon la direction de la droite joignant les deux charges, appelée ligne de courant ou ligne de champs. L'intensité de cette force est inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare : on peut tracer autour d'une charge isolée des lignes concentriques, appelées courbes isopotentielles ou équipotentielles, représentant divers niveaux de potentiel électrique décroissant avec la distance par rapport à la charge.

Sur l'animation ci-dessous, vous pouvez tracer les lignes de champs et les courbes isopotentielles pour une charge positive et pour une charge négative.

Pour se faire, cliquez tout d'abord sur l'encart violet au centre de l'animation ; une charge positive colorée en vert apparait. Cliquez sur le bouton « continuer ». Ensuite, en cliquant sur le bouton « lignes de champs » puis dans l'espace autour de la charge, les lignes de champs apparaissent. Enfin, cliquez sur le bouton « équipotentielles » puis dans l'espace autour de la charge pour faire apparaitre les courbes équipotentielles.

Recommencez maintenant l'opération pour une charge négative. Cliquez tout d'abord sur le bouton « recommencer » puis de nouveau sur l'encart violet au centre de l'animation ; une charge positive colorée en vert apparait. Changez le signe de la charge en ajoutant un signe « - » devant le chiffre 1 ; la charge, à présent chargée négativement, apparait en rouge. Cliquez sur le bouton « continuer ». Tracez les lignes de champs et les courbes équipotentielles comme précédemment. Que remarquez-vous ?

En observant les tracés obtenus pour les deux types de charges, vous remarquerez que :

  • les lignes de champ sont radiales par rapport aux charges; elles s'éloignent de la charge positive tandis qu'elles se rapprochent de la charge négative.
  • les courbes isopotentielles sont perpendiculaires aux lignes de champ.
  

Notons le potentiel (V), créé par une charge (q, en Coulomb), en un point (P) situé à une distance (r, en mètre) de la charge est inversement proportionnelle à cette distance :

où ε0 est la permittivité du vide (8,854.10-12). La permittivité est une grandeur qui est liée à la réaction d'un milieu face à une interaction électrostatique ; l'intensité de la force dépend de la nature du milieu, vide, air, eau,..)La permittivité est une grandeur qui est liée à la réaction d'un milieu face à une interaction électrostatique ; l'intensité de la force dépend de la nature du milieu, vide, air, eau,..)