Etude intracérébrale chez l'Homme des rythmes électriques corticaux sensorimoteurs

par William Szurhaj

Thèse de doctorat en Neurosciences

Sous la direction de Philippe Derambure.

Soutenue en 2005

à Lille 2 .


  • Résumé

    La physiologie du mouvement volontaire peut être explorée par l'étude de la réactivité de rythmes électroencéphalographiques : les rythmes mu, bêta et gamma. Ainsi, il est connu, en enregistrement de surface, que la réalisation d'un mouvement volontaire est précédée d'une désynchronisation des rythmes mu et bêta débutant près de 2 secondes avant le mouvement, devenant maximale au cours de celui-ci, et suivie d'une synchronisation des rythmes bêta. Les processus physiologiques sous-tendant ces phénomènes restent mal connus. Dans le but de déterminer les générateurs de ces phénomènes observés en surface et d'explorer leur signification, nous avons enregistré l'activité électrique corticale directement au sein du cortex sensorimoteur durant la réalisation de mouvements auto-commandés, chez des sujets épileptiques explorés par stéréoélectroencéphalographie. Nous montrons que la réalisation du mouvement volontaire s'accompagne d'une désynchronisation diffuse des rythmes de basse fréquence (mu et bêta) précédant le mouvement, et au contraire d'une synchronisation focale des rythmes de haute fréquence (gamma), durant le mouvement. Une synchronisation des rythmes bêta survient après la fin du mouvement. La désynchronisation mu et bêta prédomine dans les régions sensorimotrices primaires mais ne respecte pas l'organisation somatotopique du cortex. La synchronisation des rythmes gamma apparaît au contraire extrêmement focalisée, restreinte aux aires corticales sensorimotrices primaires impliquées dans la réalisation du mouvement. La bande bêta semble être composée de différents types de rythmes aux localisations et réactivités différentes, mais qui se synchronisent tous après la fin du mouvement. Cette cinétique commune pourrait témoigner d'un mécanisme commun. Nous proposons que la désynchronisation mu et/ou bêta précédant le mouvement traduise la désynchronisation thalamo-corticale nécessaire à la mise en place du phénomène de gating, c'est à dire visant à diminuer l'efficacité des afférences " parasites ", non utiles au mouvement en cours, tandis que la synchronisation des rythmes gamma servirait au contraire à rendre plus efficaces les informations pertinentes, provenant du segment de membre mobilisé, et permettant d'ajuster les paramètres du mouvement. La synchronisation bêta suivant le mouvement représenterait le rétablissement de la boucle sous-cortico-thalamo-corticale.


  • Résumé

    The preparation and execution of voluntary movement may be studied by the reactivity of electroencephalographic rhythms: the mu, beta, and gamma rhythms. In scalp studies, the voluntary movement is preceded by a mu and beta rhythms desynchronization beginning about 2 s before movement onset, reaching its maximum during the movement, and followed by a beta rhythm synchronization. Basic mechanisms underlying these phenomena remain unclear. With the aim of better understanding the sources and significance of the EEG rhythms changes, we directly recorded cortical, electrical activity before, during and after movement using intracerebral electrodes in epileptic subjects investigated by stereoelectroencephalo-graphy. We show that (i) in one hand, low frequency rhythms (mu and beta) desynchronize before movement onset with a broad distribution, in the whole sensorimotor cortex and (ii) in the other hand, high frequency rhythms synchronize during movement, with a very focused distribution that is consistent with the functional map. The movement offset is followed by a beta synchronization. Mu and beta desynchronizations are predominantly observed in primary sensorimotor areas, but without any somatotopic distribution. Gamma rhythm synchronization appears to be very focused to the primary sensorimotor areas that are involved in the movement. The beta band seems to be composed of several rhythms with different sources and reactivities, but with a similar temporal relationship with the movement offset. This could mean that similar mechanisms underlie the beta synchronization. We suggest that mu and/or beta desynchronization reflect the thalamo-cortical desynchronization, which could be necessary to the setting of the gating, i. E. With the aim to make the unnecessary inputs less efficient. The gamma synchronization may serve to facilitate afferences from the muscles and joints involved in the movement to the motor cortico-spinal cells, which would be necessary for controlling the ongoing movement. The beta synchronization, following the movement, could reflect the restoration of the subcortical-thalamo-cortical loop.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (194 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f. 172-190

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  • Cote : 50.379-2005-8-C
  • Bibliothèque : Bibliothèque interuniversitaire de santé (Paris). Pôle pharmacie, biologie et cosmétologie.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : MFTH 7604
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