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Plateformes technologiques composant le RBIQ

Université McGill 


Centre d’imagerie cérébrale McConnell : Le Centre d'Imagerie Cérébrale McConnell (CICM : http://www.bic.mni.mcgill.ca/) de l’Institut neurologique de Montréal (INM) se consacre principalement à la recherche en imagerie du cerveau humain et de l’animal depuis 1984. Les chercheurs et le personnel du CICM ont acquis une expérience reconnue mondialement dans les domaines de recherche en imagerie cérébrale et dans le développement de nouvelles technologies de neuroimagerie. Le programme met l'accent sur la recherche quantitative 3-D des structures et fonctions cérébrales en utilisant des approches multimodales avec la TEP, l'IRMf, et la SRM. Le CICM a établi des liens solides avec les unités de recherche fondamentales et clinique au sein de l'INM (ex : neuropsychologie, neurolinguistique), ainsi qu’avec d'autres départements de l’Université McGill, comme ceux de biochimie, physiologie, informatique, mathématiques, génie électronique et biomédical. Grâce à une subvention majeure de la FCI, les chercheurs du CICM et de tout le Consortium pour la recherche en imagerie cérébrale à Montréal (y compris l’Hôpital Général Juif et Douglas de Montréal) peuvent déjà, ou pourront, compter (avec l’ajout d’une nouvelle aile de 25-30 000 pieds carrés) sur une infrastructure unique au Québec pour la recherche en bio-imagerie qui comprend :

  • Deux appareils d’IRM de la compagnie Siemens: un appareil 3.0T TRIO qui sera rehaussé à la technologie TIM (« Total Imaging Matrix ») pour la recherche fondamentale et un aimant 1.5 T Sonata utilisé essentiellement pour des projets de recherche de nature clinique.
  • Un système à très haut champs 7.0T Pharmascan de Bruker pour la recherche en IRM et SRM chez les animaux de petit calibre (souris, rats).
  • Deux tomographes TEP : le ECAT HR+ de Siemens installé en 1994, et un système 3D à haute résolution (CPS HRRT) également de Siemens, lesquels permettent des acquisitions 3D du cerveau humain.
  • Un tomographe micro TEP à haute résolution pour le petit animal.
  • Un cyclotron IBA à 8 cibles qui permet de synthétiser une variété de sondes biologiques.
  • Un appareil de magnétoencéphalographie (MEG) à 275 canaux de la compagnie CTF.
  • Le tout est soutenu et intégré grâce à une infrastructure informatique impressionnante comprenant un appareil Origin 3800 à 64 processeurs pour des traitements d’images à haute performance et 60 stations de travail de la compagnie Sillicon Graphics Inc ou composées de boîtes d’analyses Linux.

Finalement, au cours des années, le CICM a aussi développé une série de logiciels de prétraitement et d’analyses d’images dans un environnement stéréotaxique sous format MINC. Ces derniers comprennent : INSECT pour la classification des tissus cérébraux, ANIMAL pour la segmentation automatique des voxels du cerveau, CLASP pour la segmentation et le dépliement du cortex cérébral chez l’homme, et SEAL, pour l’identification automatisée des sillons sur la surface du cerveau humain.


Centre d’imagerie cérébrale : Ce groupe (GIC : http://www.douglasrecherche.qc.ca/groups/brain/) de l’Institut de santé mentale de l’Hôpital Douglas a été créé en 2001 suite à l’obtention d’une importante subvention d’infrastructure de la FCI CRICM. Cette subvention a permis la mise sur pied d’une plateforme d’analyse de données d’imagerie cérébrale au Centre de recherche de l’Hôpital Douglas. Au GIC, les techniques de neuroimagerie fonctionnelle et structurale sont utilisées pour élucider la pathophysiologie de plusieurs maladies psychiatriques, y compris la schizophrénie, la dépression, le syndrome de stress post-traumatique, le TD/AH, etc. Les chercheurs du GIC s’intéressent aussi à l’étude de certaines fonctions cognitives chez des sujets sains, telles le traitement des émotions, la navigation spatiale, la mémoire et la réaction au stress. Comme membre du réseau du CRICM, le GIC dispose d’un plein accès aux installations d’imagerie de pointe du CICM décrites ci-dessus. De plus, les données d’imagerie du GIC sont logées au CIC-INM et accessibles de façon interactive grâce à une connexion sans fil haute vitesse entre l’Hôpital Douglas et les stations de travail du serveur du CICM. En mars 2009, ce groupe a soumis une demande d’infrastructure dans le cadre du tout premier concours du Programme des Infrastructures du Savoir (PIS) du gouvernement fédéral en partenariat avec le Ministère du Développement Économique, de l’Innovation, et de l’Exportation (MDEIE) et a obtenu une subvention de près de $20 000 000 pour la construction d’un tout nouveau centre d’imagerie cérébrale (CIC) d’une superficie de plus de 1500 m2 sur le campus de l’Institut Douglas. La construction a débuté en mars 2010 et a été complétée en octobre 2011. Ce nouveau centre abrite deux scanners d’Imagerie par Résonance Magnétique : soit un scanner 3 Tesla Siemens Magnetom Trio pour la recherche chez l’humain et un scanner 7 Tesla Bruker pour la recherche chez l’animal. Plusieurs autres laboratoires à la fine pointe de la technologie complémenteront ces scanners :
Sur le plan humain :

  • EEG/ERP
  • Neuromodulation - stimulation magnétique transcranienne (TMS) et stimulation continue en courant directe (tDCS)

Sur le plan animal :

  • Optogénétique
  • Bioluminescence

CBRAIN: plateforme collaborative de neuroimagerie. Le projet CBRAIN (http://cbrain.mcgill.ca/) met au service de la communauté de neuroimagerie une plateforme collaborative facile d’utilisation qui permet de partager autant les données et résultats que les outils d’analyse et les infrastructures de calcul de haute performance. En mai 2008, le projet CBRAIN, dirigé par Dr. Alan Evans, obtient 2.4$ M en financement de CANARIE (http://www.canarie.ca/) pour la conception et l’implémentation initiale du projet. En fin 2009, CANARIE soutint l’internationalisation de la plateforme par un financement additionnel de 1.9$ M. La plateforme, en production depuis 2009, réunit maintenant plus de 120 collaborateurs de 27 villes distribuées à travers 9 pays. Le portail web intègre de façon transparente 11 sites de calcul de haute performance à travers le Québec, le Canada, l’Allemagne et bientôt l’Australie et la Corée du Sud, pour un total d’environ 75 000 cœurs de calcul. À partir de 2012, l’équipe technique de CBRAIN sera intégrée au sein du l’initiative du Centre de Neuroinformatique et Développement Humain de l’université McGill (MCNHD). Avec l’obtention de près de deux millions d’heures de calcul lors des premiers concours nationaux d’allocation de ressources de Calcul Canada, menant à l’accès à 5 importants centres de calcul Canadien, CBRAIN est fortement supporté par Calcul Québec et Calcul Canada. Pour l’année 2012, nous prévoyions que nos membres utiliseront 4 millions d’heures de cœurs de calcul au Canada seulement. CBRAIN distribue données et résultats entre centres de calcul et unité de stockage liées aux divers groupes de recherche de façon complètement automatisée à travers une grille de données multi-site moderne. Cette grille fait elle-même l’utilisation des réseaux avancés du RISQ, de CANARIE et leurs équivalents internationaux (par exemple, GÉANT en Europe, Internet2 aux U.S.A et KREONET en Asie). CBRAIN propose une approche simple pour des outils d’analyse et de visualisation 2D et 3D avancés, tels les logiciels de prétraitement et d’analyses d’images dans un environnement stéréotaxique sous format MINC (CIVET, NIAK, BrainBrowser, Freesurfer, SPM, FSL). La communauté de neuroimagerie CBRAIN bénéficie maintenant d’une capacité sans parallèle pour le partage de données, d’outils, de ressources informatique à travers un simple fureteur web.