a la physique de l'information - Lisa - Université d'Angers

4.3 Applications aux sciences du vivant
Dans mes études sur la résonance stochastique ou l’analyse en échelle, la démarche de recherche
est celle d’un paradigme que l’on inventorie ou que l’on explore. La dimension applicative
vient en quelque sorte en second lieu : soit comme une justification à considérer tel ou tel
dispositif physique dans le cadre du paradigme soit comme une perspective applicative à envisager
une fois que le paradigme (effet de bruit utile ou comportement non trivial à travers les
échelles) a été établi. Une façon d’enrichir cette démarche de recherche consisterait à partir de
problématiques applicatives physiques pour développer ou tester de nouveaux outils de traitement
de l’information. Les sciences du vivant actuellement en plein essor constituent un domaine
privilégié d’application pour la physique et les sciences de l’information. La compréhension des
mécanismes de développement, de régulation ou de dérégulation des organismes vivants posent
des questions fondamentales qui peuvent tirer profit des nouvelles méthodes de mesure, des outils
de caractérisation ou de modélisation. Ces questions rencontrent également des enjeux sociétaux
urgents liés à la santé et l’environnement qui les élèvent au rang de priorités scientifiques nationales.
Je développe une partie croissante de mon activité en direction de ces domaines depuis
2007.
4.3.1 Microcirculation sanguine et fluctuations des signaux laser Doppler
Le traitement des signaux cardiovasculaires est une thématique d’intérêt pour la recherche et les
applications cliniques. L’électrocardiogramme (ECG) et les signaux qui en découlent comme le
signal d’intervalle R-R à partir duquel on calcule le taux de variabilité du cœur HRV (pour heart
rate variability) fournissent des informations sur l’état physiologique du cœur qui peuvent aider
dans le diagnostic et l’anticipation de problèmes cardiaques. Ces signaux (ECG, interval R-R,
HRV) donnent un point de vue sur le système cardiovasculaire central. Une analyse d’un point de
vue du système périphérique est également utile. Le système cardiovasculaire périphérique peut
être étudié de façon non invasive au moyen de différentes techniques comme la thermographie, la
photopléthysmographie, la capillaroscopie, le suivi d’isotope ou encore la fluxmétrie laser Doppler
(LDF). Depuis 2007, je participe au sein de l’équipe Signal-Image du LISA à une collaboration
avec des médecins du CHU visant à l’utilisation de cette technique LDF pour l’étude de la
microcirculation. Mon engagement dans ce travail se positionne actuellement à la marge du
reste de mon activité de recherche. Ma contribution personnelle se situe pour l’instant au sein
de l’équipe dirigée par Anne HUMEAU (professeure au Laboratoire LISA) au niveau du mode de
questionnement, de proposition d’explorations, de l’établissement de protocoles expérimentaux
ou encore de la relecture critique des résultats obtenus ainsi que de leur mise en forme. Les
interactions se déroulent dans le cadre de la thèse de Benjamin BUARD (soutenance prévue
avant fin 2010). Je résume dans cette partie les choix méthodologiques, les résultats principaux
et les perspectives de notre action sur ce volet applicatif biomédical lié à la microcirculation
sanguine.
La fluxmétrie laser Doppler repose sur le principe de l’effet Doppler généré par le battement
temporel entre des photons directement issus d’un laser et ceux réfléchis par des particules en
mouvement. Lorsque une sonde LDF est orientée vers la peau, le faisceau laser est rétro-diffusé
par des particules en mouvement via le flux sanguin comme les globules rouges. La technique
(LDF) permet alors de recueillir une information liée à la microcirculation sanguine à la surface
de la peau. La recherche et les applications sur les signaux (LDF) pour l’étude de la microcirculation
sanguine sont liées à des pathologies vasculaires périphériques, le diabète, des maladies
de peau, . . .. Dans toutes les applications actuelles, la grandeur analysée sur les signaux LDF
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