Rôle des informations somesthésiques dans la modulation de l'excitabilité des aires corticales motrices et influence de la stimulation magnétique répétitive

par Elise Houdayer

Thèse de doctorat en Neurosciences

Sous la direction de Philippe Derambure.

Soutenue en 2007

à Lille 2 .


  • Résumé

    La réalisation d'un mouvement volontaire implique la mise en jeu de structures cérébrales responsables des étapes de planification, de programmation, d'exécution et d'arrêt du mouvement. Par leur action via des circuits intracorticaux excitateurs et inhibiteurs, les influx sensoriels afférents générés au cours du mouvement semblent jouer un rôle primordial dans l'exécution et l'arrêt du mouvement, en limitant en particulier la survenue de mouvements parasites. Les objectifs de ce travail de thèse étaient d'étudier l'activité électrique des aires cérébrales impliquées dans le contrôle moteur et l'excitabilité du cortex moteur primaire liées aux influx sensoriels afférents à l'aide de deux outils électrophysiologiques complémentaires : l'électroencéphalographie (EEG) et la stimulation magnétique transcrânienne (SMT). Nous voulions d'une part déterminer de quelle façon l'activité du cortex sensorimoteur pouvait être modulée par les afférences sensorielles et d'autre part à quel point une modulation de cette excitabilité corticale pourrait influencer le contrôle moteur. Les rythmes EEG sont caractérisés par leur fréquence, leur amplitude, leur localisation et leur réactivité à un événement, c'est-à-dire la variation d'amplitude du signal EEG liée à un événement. Les rythmes mu et bêta, enregistrés en regard de la région centrale, sont associés au comportement moteur. La méthode des Désynchronisations et Synchronisations Liées à l'Evénement (DLE/SLE) permet l'étude de la réactivité des rythmes EEG. Elle consiste à déterminer l'évolution temporelle de la puissance du signal EEG dans une bande de fréquence donnée avant, pendant et après un événement. La DLE, qui correspond à une diminution d'amplitude du signal, serait le reflet de l'activation des neurones corticaux impliqués dans la préparation et l'exécution du mouvement. La SLE des rythmes bêta reflète quant à elle une augmentation de la puissance du signal après la fin du mouvement. Sa signification est encore discutée. Elle serait liée à la « désactivation » des neurones corticaux impliqués dans la programmation motrice mais serait également fortement dépendante des afférences sensorielles puisqu'elle disparaît sous ischémie. La SMT consiste en l'induction d'un courant électrique au niveau cérébral à partir de deux bobines délivrant un champ magnétique à la surface du scalp. Appliquée en regard du cortex moteur à une intensité supraliminaire, la SMT évoque une réponse musculaire, le potentiel évoqué moteur, dont l'amplitude est le reflet de l'état d'excitabilité de la voie corticospinale, elle-même dépendante des multiples influences (notamment sensorielles) qui s'exercent sur l'aire motrice primaire. La SMT répétitive (SMTr) permet quant à elle de modifier temporairement l'excitabilité corticale. Ainsi, une stimulation à haute fréquence du cortex moteur primaire augmente l'excitabilité de ce dernier alors qu'une stimulation basse fréquence la diminue. Dans ce travail, nous avons tout d'abord voulu déterminer si l'analyse de la SLE bêta pouvait être un bon moyen d'étude du traitement cortical des afférences sensorielles. Pour cela nous avons comparé, dans un groupe de sujets sains, la SLE bêta induite par un mouvement volontaire à des SLE bêta provoquées par différents types de stimulations périphériques. Cette étude nous a permis de conclure que les caractéristiques de la SLE bêta (amplitude et durée) sont étroitement dépendantes des afférences sensorielles et que la SLE bêta dépend du type de fibres sensorielles stimulées et de la durée de stimulation. La SLE bêta reflèterait donc une période d'inhibition corticale post-mouvement étroitement dépendante des afférences sensorielles. Elle permet donc l'étude des mécanismes corticaux de traitement des informations sensorielles liées au mouvement, mécanismes intervenant dans les processus d'intégration sensorimotrice. A la suite de ce travail mené chez le sujet sain, nous avons étudié l'intégration sensorimotrice (ISM) et l'excitabilité corticale chez des patients souffrant de myoclonies corticales. Les myoclonies corticales sont de brèves secousses musculaires provoquées par l'action et qui sont dues à une hyperexcitabilité du cortex sensorimoteur. Plusieurs arguments suggèrent des anomalies d'ISM chez ces patients. Nous avons voulu déterminer si ces anomalies impliquaient également le contrôle moteur et si elles pouvaient être détectées au cours d'un mouvement volontaire par la technique des D/SLE. Nous n'avons pas mis en évidence d'anomalie des D/SLE des rythmes bêta. En revanche, la DLE des rythmes mu, témoin de l'activation nécessaire à la programmation et l'exécution du mouvement était plus ample que les sujets témoins. Ceci confirme l'hyperexcitabilité corticale présente chez ces patients. L'étude de la SLE bêta n'a montré aucune anomalie des interactions sensorimotrices au cours du mouvement volontaire. En revanche, protocoles de SMT nous ont permis de mettre en évidence un défaut d'inhibition intracorticale et un dysfonctionnement de l'ISM à courte latence liée aux fibres extéroceptives chez les patients myocloniques. Par ailleurs, l'ISM à longue latence qui pourrait être le corrélat de la SLE bêta était normale, ce qui semble en accord avec les résultats obtenus en EEG. Toutes ces anomalies sont en faveur d'une déficience des mécanismes d'inhibition corticale, probablement responsable de l'hyperexcitabilité rapportée. Nous avons donc tenté, dans la dernière partie de ce travail, de diminuer l'excitabilité du cortex moteur primaire chez des patients souffrant de myoclonies corticales, afin de déterminer si cette diminution pouvait avoir un bénéfice clinique. Pour cela, nous avons d'abord évalué les effets de la SMTr du cortex moteur primaire et du cortex prémoteur, à basse et haute fréquence et à différentes intensités sur les courbes entrée-sortie - témoignant de l'excitabilité de la voie corticospinale - de trois muscles du membre supérieur chez des sujets sains. Cette étude nous a permis d'approfondir nos connaissances sur les effets de la stimulation magnétique répétitive sur les circuits moteurs intracorticaux en montrant notamment qu'une stimulation basse fréquence du cortex prémoteur était plus efficace qu'une stimulation du cortex moteur primaire. Les effets inhibiteurs d'une telle stimulation ont ensuite été étudiés chez une patiente souffrant de myoclonies corticales. Nous avons ainsi mis en évidence une amélioration de ses symptômes, et des bénéfices cliniques accrus après deux jours de stimulation consécutifs. Nos résultats confirment donc l'intérêt du cortex moteur/prémoteur comme cible thérapeutique de la stimulation magnétique répétitive, tout en en soulevant les limites de cette méthodologie.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (247 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f. 211-238

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  • Bibliothèque : Université du droit et de la santé. Service Commun de la Documentation. BU Santé - Learning center.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 50.379-2007-25-C
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