L'homonculus revisité : décodage des cartes motrices chez l'homme – M1-STIM

RESUME PROJET – Contexte scientifique et objectifs
La carte du corps humain décrite par Penfield dans le cortex moteur primaire (M1) implique une ségrégation anatomique et fonctionnelle stricte des parties du corps et des muscles dans les différentes régions de cette carte. Une image moins nette de cet «homoncule» apparaît à la lumière de données récentes obtenues chez l'homme et le singe montrant qu'un même muscle possède plusieurs représentations au sein de M1 et que les frontières entre parties du corps sont moins claires que ce que l'on croyait. Contrairement à l'idée que les neurones de M1 contrôlent des muscles individuels, ces résultats suggèrent que ce sont des synergies motrices qui y sont encodées de façon distribuée. Il est aussi possible que ces deux formes de codage, local et distribué, puisse coexister dans M1. Nous testerons cette idée en mesurant les effets de stimulations intracorticales chez des patients éveillés, à l'aide d'enregistrements électromyographiques et cinématiques d'un grand nombre de segments.RESUME PROJET – Description
Ce projet s'appuie sur l'acquisition d'activité EMG et de cinétique de mouvement par enregistrement vidéo et Cyberglove durant la stimulation électrique directe des aires motrices et prémotrices chez des patients éveillés opérés pour ablation de tumeur. L'étude comporte quatre volets:

1. Représentation des mouvements de la main et du bras dans la région péri-rolandique. Nous déterminerons : (a) si les sites de stimulation dans la région de la main et du bras de M1 provoquent des réponses au niveau de segments individuels ; (b) si un même mouvement ou pattern d'activité EMG peut être évoqué par la stimulation de sites multiples et non-contigus ; (c) si la représentation de la partie proximale du bras chevauche celle de la main; (d) si une organisation médio-latérale standard est respectée pour les sites où des réponses exclusivement distales ou proximales sont évoquées.

2. Mouvement du bras et de la main à pertinence éthologique évoqués par stimulation des régions motrices. Nous répondrons à ces questions : (a) La stimulation électrique de M1 peut-elle évoquer des mouvements finalisés, si oui, lesquels ? (b) Sont-ils organisés en cluster ou représentés de façon non-contiguë ? (c) Quelles sont les relations topographiques entre les sites où de tels mouvements sont évoqués ? (d) Existe-t-il un gradient caudo-rostral de complexité ?

3. Chevauchement des représentations main/bras et face. Nous déterminerons (a) si la stimulation de certains sites produit des réponses au niveau à la fois de la face et du membre supérieur, et (b) si la stimulation de différents sites produit différentes gammes de mouvements combinés face/membre.

4. Plasticité des représentations motrices corticales. Nous comparerons les données de stimulation pré- et post-opératoire afin de déterminer si les mouvements évoqués avant ablation de tissu de M1 ont les mêmes caractéristiques (nombre de segments mobilisés, amplitude, vitesse) quand le même site est stimulé après ablation.RESUME PROJET – Resultats attendus
Les travaux réalisés chez le primate non-humain nous permettent d'attendre une organisation globalement somatotopique, par ex. dans la région de la main une localisation des mouvements du pouce latéralement à ceux de l'index ou de l'auriculaire. Une seconde organisation pourrait se superposer à la première avec des mouvements plurisegmentaires, par ex. des mouvements combinés de plusieurs doigts. Les sites les plus antérieurs devraient permettre d'évoquer des mouvements complexes finalisés du bras et de la main, avec un clustering des mouvements coordonnés de type main-vers-bouche plus latéralement que les mouvements main-bras d'atteinte et de saisie manuelle. Nous attendons aussi un chevauchement plus important dans ces sites antérieurs, entre les représentations de la face, de la main et du bras. Ce chevauchement pourraient en effet sous-tendre la coordination des mouvements plurisegmentaires f