Dialogue cérébello-pariétal pendant l’adaptation motrice : le cas de la Dystonie

par Aliénor Richard

Thèse de doctorat en Neurosciences

Sous la direction de Sabine Meunier et de Denis Schwartz.

Soutenue le 28-09-2016

à Paris 6 , dans le cadre de École doctorale Cerveau, cognition, comportement (Paris) .

Le président du jury était Jean Mariani.

Le jury était composé de Jean-Michel Badier.

Les rapporteurs étaient Philippe Derambure, Laurent Vercueil.


  • Résumé

    L'adaptation motrice permet d'ajuster la sortie motrice en réponse à des perturbations de l'environnement. Au début de l'adaptation, un processus stratégique conscient appelé recalibration a lieu. Ce processus implique le cervelet et le cortex pariétal postérieur. Il permet de réduire les erreurs motrices en se basant sur le retour sensoriel. Les patients dystoniques ont des altérations du traitement de l'information somatosensorielle. Nous avons fait l'hypothèse que cela devait entrainer des anomalies d'adaptation au cours de la phase de recalibration. En utilisant l'imagerie par résonnance magnétique (IRMf) et la magnétoencéphalographie (MEG), nous avons enregistré l'activité cérébrale chez des patients ayant une crampe de l'écrivain et chez des volontaires sains, alors qu'ils réalisaient une tâche de pointage avec ou sans perturbation visuelle associée. L'étude en IRMf a révélé l'implication d'un réseau cérébello-pariétal postérieur dans la détection des erreurs motrices. Ce réseau était hypoactif chez les patients qui compensaient en recrutant un réseau alternatif plus cognitif mettant en jeu la mémoire visuo-spatiale et la représentation cognitive de la main. La MEG nous a permis d'analyser la dynamique temporelle des activations et de montrer en particulier que la préparation du mouvement est déjà anormale chez les patients; de réaliser une analyse fréquentielle de la communication cérébello-corticale. Cette analyse a révélé un défaut de cohérence dans la bande gamma, entre le cervelet et le cortex moteur et prémoteur ainsi qu'avec le cortex pariétal postérieur. L'ensemble de nos résultats suggère un désordre constitutionnel de ce réseau dans la dystonie.

  • Titre traduit

    Cerebello-parietal dialog during motor adaptation in Dystonia


  • Résumé

    Dystonia is a movement disorder characterized by prolonged muscle contractions causing involuntary repetitive twisting movements and abnormal postures. Motor adaptation shapes the motor output according to the changes in the environment. At its early stage, motor adaptation involves a strategic conscious process called “recalibration” that minimizes the perturbation and reduces the motor error based on online integration of sensory feedback. Sensorimotor processing is impaired in dystonia and we hypothesized that this may lead to deficits of the “recalibration” phase during motor adaptation. We used magnetoencephalography (MEG) and functional magnetic resonance imagery (fMRI) to record brain activation in patients with writer’s cramp and healthy volunteers using a classical rotation learning task. The fMRI study revealed that the cerebello-parietal network was directly implicated in motor error detection. In writer’s cramp, this network was underactivacted and patients relied more on cognitive networks based on visuospatial memory and cognitive representations of the hand. With MEG, (1) we reconstructed the temporal dynamic of activations in the cerebello-parietal network and demonstrated abnormal movement preparation in writer’s cramp patients; (2) we realized a spectral analysis of the cerebello-parietal communication. This analysis revealed decreased gamma coherence between the cerebellum, and the premotor and motor cortices and with posterior parietal cortex. All of our data suggest an underlying disorder of this network in dystonia.

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