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Sylvain Harquel

Sylvain Harquel


Ingénieur, PhD
IE CNRS (BAP E, ingénieur en calcul scientifique)


Laboratoire de Psychologie et Neurocognition
CNRS UMR 5105
Université Pierre Mendès-France
Bâtiment Sciences de l'Homme et Mathématiques
CS40700 - 38058 Grenoble Cedex 9 France

Tél. : 04.76.82.58.91

sylvain.harquel@univ-grenoble-alpes.fr

Activités

Ingénieur d’études CNRS en calcul scientifique, spécialisé en traitement du signal biomédical (électrophysiologie : MEEG, EMG, ECoG, iEEG ; techniques de stimulation corticale : TMS, TES, DCS), et mutualisé à 30% du temps de travail au sein de l’UMS CNRS 3552 IRMaGe en tant que responsable technique des plateformes EEG et TMS. Mon travail se partage entre la collaboration scientifique aux projets de recherche utilisant ces techniques, le développement méthodologique, la formation, et la maintenance et l’évolution des plateformes existantes. Mes missions sont les suivantes :

  • Aide à la mise en place des protocoles de recherche
  • Acquisition, analyse, interprétation et valorisation des données
  • Développement méthodologique
  • Formation à l’acquisition et à l’analyse des données
  • Responsable technique des plateformes EEG et TMS
  • Responsable de la Cellule de Neuroimagerie Fonctionnelle du LPNC

Développements méthodologiques en TMS

Automatized TMS set-up procedure

There is still a lack of efficient set-up procedure for TMS protocols, which prevents its full automation. For example, the set-up procedure for defining the stimulation intensity specific to each subject is classically done manually by experienced practitioners, by assessing the motor cortical excitability level over the motor hotspot (HS) of a targeted muscle. We developed a probabilistic Bayesian model (AutoHS) that automatically identifies the HS position. AutoHS appeared to be more reproducible, faster, and at least as reliable as classical manual procedures. By combining AutoHS with robotized TMS and automated motor threshold estimation methods, our approach constitutes the first fully automated set-up procedure for TMS protocols (see Harquel et al., 2017).

This project has led to an official partnership between CNRS and Axilum Robotics (Strasbourg, France) aiming at deploying AutoHS code within a profesionnal software solution combining robotized TMS, TMS stimulator, EMG recording and neuronavigation systems.

CortExTool

CortExTool is a signal processing toolbox dedicated to cortical excitability measurement by transcranial magnetic stimulation. It provides all the required functionalities to automatically process electromyographic signals recorded during cortical excitability experiments, such as motor evoked potentials (MEPs) and cortical silent periods. It also introduces a new MEP feature called Quality, which is linked to the motor units’ synchronization level. CortExTool is open-source, under GNU GPL v3 license. You can get the toolbox files, tutorial data and user documents via gitlab.

Please cite Harquel S., Beynel L., Guyader N., Marendaz C., David O., Chauvin A. CortExTool : a toolbox for processing motor cortical excitability measurements by transcranial magnetic stimulation. 2016. [hal-01390016] when using this toolbox. Paper available here. Ongoing developments of the toolbox include the handling of more input formats and the integration of statistical tests.

Publications

Thèse

Les travaux de ma thèse intitulée TMS : de l’automatisation des protocoles à de nouvelles approches en neuroimagerie fonctionnelle, soutenue en mars 2017, sont résumés dans cette vidéo, présentée dans le cadre de ma candidature au Prix de thèse 2018 de l’Université Grenoble-Alpes, catégorie Innovation.

TMS :

Harquel, S., Diard, J., Raffin, E., Passera, B., Dall’Igna, G., Marendaz, C., David, O., Chauvin, A., 2017. Automatized set-up procedure for transcranial magnetic stimulation protocols. NeuroImage 153, 307–318. https://doi.org/10.1016/j.neuroimag...

Harquel, S., Bacle, T., Beynel, L., Marendaz, C., Chauvin, A., David, O., 2016. Mapping dynamical properties of cortical microcircuits using robotized TMS and EEG : Towards functional cytoarchitectonics. Neuroimage 135, 115–124. doi:10.1016/j.neuroimage.2016.05.009

Woźniak-Kwaśniewska A, Szekely D, Harquel S, Bougerol T, David O, 2015. Resting electroencephalographic correlates of the clinical response to repetitive transcranial magnetic stimulation : A preliminary comparison between unipolar and bipolar depression. J Affect Disord. 2015 Apr 24 ;183:15-21. doi : 10.1016/j.jad.2015.04.029. [Epub ahead of print]

Beynel L, Chauvin A, Guyader N, Harquel S, Bougerol T, Szekely D, Marendaz C, 2014. What saccadic eye movements tell us about TMS-induced neuromodulation of the DLPFC and mood changes : a pilot study in bipolar disorders. Frontiers in Integrative Neuroscience.

Beynel L, Chauvin A, Guyader N, Harquel S, Marendaz C, 2014. Age-related changes in intracortical inhibition are mental-cognitive state-dependent. Biol Psychol. 2014 Jun 13 ;101C:9-12. doi : 10.1016/j.biopsycho.2014.05.011.

EEG :

Mermillod, M., Grynberg, D., Pio-Lopez, L., Rychlowska, M., Beffara, B., Harquel, S., Vermeulen, N., Niedenthal, P.M., Dutheil, F., Droit-Volet, S., 2017. Evidence of Rapid Modulation by Social Information of Subjective, Physiological, and Neural Responses to Emotional Expressions. Front Behav Neurosci 11, 231. https://doi.org/10.3389/fnbeh.2017.00231

Mathieu, N. G., Gentaz, E., Harquel, S., Vercueil, L., Bonnet, S., Guillemaud, R., Ida, M., Campagne, A., 2014. Brain processing of emotional scenes with age : Effect of arousal and affective context. PLoS One. 2014 Jun 16 ;9(6):e99523. doi : 10.1371/journal.pone.0099523. eCollection 2014.

DCES / ECoG :

Desmurget M., Richard N., Harquel S., Baraduc P., Szathmari A., Mottolese C., Sirigu A., 2014. Neural representations of ethologically relevant hand/mouth synergies in the human precentral gyrus. PNAS 111, 5718–5722 (2014).

Mottolese, C., Richard, N., Harquel, S., Szathmari, A., Sirigu, A., Desmurget, M., 2013. Mapping motor representations in the human cerebellum. Brain. 2013 Jan ;136(Pt 1):330-42. doi : 10.1093/brain/aws186. Epub 2012 Sep 3.

iEEG :

Cristofori I, Harquel S, Isnard J, Mauguière F, Sirigu A, 2015. Monetary Reward Suppresses Anterior Insula Activity during Social Pain. Soc Cogn Affect Neurosci. 2015 May 11. pii : nsv054. [Epub ahead of print].

Cristofori, I., Moretti, L., Harquel, S., Posada, A., Deiana, G., Isnard, J., Mauguiere, F., Sirigu, A., 2012. Theta Signal as the Neural Signature of Social Exclusion. Cerebral Cortex 23, 2437–2447.

MEG :

Carota, F., Posada, A., Harquel, S., Delpuech, C., Bertrand, O., Sirigu, A., 2009. Neural Dynamics of the Intention to Speak. Cerebral Cortex 20, 1891–1897.

Communications

Orales :

Electroencephalographic responses to robotised and neuronavigated transcranial magnetic stimulation. Première journée "Technologies de la Santé Grenobloises", Grenoble, juin 2018.

Apports méthodologiques et fonsamentaux de la TMS robotisée. Séminaire du LCNS, Fribourg (Suisse), juin 2018.

Automatisation des protocoles de stimulation magnétique transcrânienne : pour une stimulation adaptative. Congrès de Psychiatrie et de Neurologie de Langue Française, Toulouse, juin 2016.

Paramétrage automatisé des protocoles de stimulation magnétique transcrânienne. 7èmes Rencontres du Pôle Grenoble Cognition, Grenoble, juin 2016.

Affichées :

Raffin E, Harquel S, Passera B, Favre P, Siebner HR, David O, P265 Linking dysfunctional premotor-to-motor connectivity to disease severity of obsessive–compulsive disorder – A robotic dual-site TMS study. Clinical Neurophysiology. mars 2017 ;128(3):e141.

Beynel, L., Chauvin, A., Guyader, N., Fredembach, B., Harquel, S., Marendaz, C., Polosan, M., 2016. Influence d’un traitement émotionnel implicite sur le contrôle inhibiteur dans le trouble bipolaire. Neurophysiologie Clinique/Clinical Neurophysiology 46, 96–97.

Harquel S., Chauvin A., Beynel L., Guyader N., Marendaz C., David O., Mapping human cortical excitability through coupling between robotized TMS and EEG, 1st International Brain Stimulation Conference, Brain stimulation volume 8, Issue 2, March–April 2015, Pp 418–419, Singapour

Guyader, N., Chauvin, A., Beynel, L., Harquel, S., Fredembach, B., Bougerol, T., Marendaz, C., Polosan, M., 2014. Implicit processing of negative emotion impairs saccadic control in euthymic bipolar disorder. Bipolar Disorders 16():105, MAR 2014

Beynel, L., Chauvin, A., Guyader, N., Harquel, S., Bougerol, T., Marendaz, C., 2014. Neuromodulation of the Dlpfc induced by rtms assessed with oculomotricity and cortical excitability in bipolar disorder. Bipolar Disorders 16.

Chauvin, A., Guyader, N., Beynel, L., Harquel, S., Fredembach, B., Bougerol, T., Marendaz, C., Polosan, M., 2014. saccadic inhibition-a trait biomarker of bipolar disorder. Bipolar Disorders 16, 71–72.

Harquel S., Bécu M., Beynel L., Chauvin A., Guyader N., Marendaz C., CortExTool : a signal processing toolbox for cortical excitability by Transcranial Magnetic Stimulation, 11eme colloque de la Société des Neurosciences, Lyon 2013.

Mathieu, N.G. , Bonnet, S., Harquel, S., Gentaz, E., Campagne, A. (2013). Single-trial ERP classification of emotional processing. Proceedings of the IEEE - EMBS, the 6th international conference on Neural Engineering. pp. 1-4, San Diego, California, USA

Mathieu, N. G., Harquel, S., Vercueil, L., Bonnet, S., Gentaz, E., Campagne, A. (2013) Brain processing of emotional scenes with age : Effect of arousal context and task demands. International Society of Reasearch on Emotion. Berkeley, Californie, Etats unis.

Burfin, S., Sato, M., Harquel, S., Campagne, A., Savariaux, C., Kandel, S., 2013. Visual speech speeds up the neural processing of phonemes that do not exist in our native language, in : International Conference on Multilingualism : Linguistic Challenges and Neurocognitive Mechanisms. Montréal, Canada.

Prix

Thèse sélectionnée par l’École doctorale Ingénierie pour la santé la Cognition et l’Environnement pour concourir au Prix de thèse de l’Université Grenoble-Alpes 2018, catégorie Innovation. Voir ici la vidéo de présentation de mes travaux.

Cours - formation (hors activité CNF)

Formation STEP (Stimulation Transcrâniennes En Psychiatrie) de l’AFPBN, Lyon 2013 - 2016 : Couplage EEG-TMS (Module 4).

Enseignement

TD de Traitement des données (statistiques), L2 de Psychologie, Université Grenoble-Alpes (126H, 2014-2018)

CM "TMS, Neuropsychologie virtuelle et neurosciences cliniques", M2R de Neuropsychologie et Neurosciences cliniques, Université Grenoble-Alpes (5H, 2016-2018)