Manipulation non invasive de la synchronie cérébrale pour booster la cognition visuo-spatiale et rééduquer ses troubles chez l'homme – OSCILLOSCOPUS

L’activité oscillatoire anormale à la suite de lésions cérébrales est de fois à la base de troubles cognitifs. Cependant, à ce jour, aucune tentative solide pour mieux comprendre avec des approches causales les bases oscillatoires de la cognition et rééduquer ses troubles en manipulant les rythmes cérébraux n'a été engagée. Nous proposons d’utiliser la Stimulation Magnétique Transcrânienne (SMT) afin de rendre synchrone l’activité oscillatoire évoquée par des tâches d’orientation attentionnelle et perception visuelle, sur le cerveau humain sain ou lésé. Nous utiliserons tout d’abord la Magnétoencéphalographie (MEG), pour caractériser les sources spatiales, les fenêtres temporelles, les bandes de fréquences et la puissance spectrale associés à l’activité oscillatoire sous-tendant l’orientation de l’attention chez des sujets sains et de patients cérébro-lésés atteints de négligence visuo-spatiale, qui rend la rééducation cognitive et d’autres symptômes neurologiques dificile. Ces résultats seront ensuite utilisés pour tester l’avenir d’une nouvelle approche thérapeutique basée sur la manipulation non-invasive de la synchronie neurale.

Ce projet de recherche s’appuie sur des résultats récents de membres de notre groupe en MEG suggérant l’existence d’une corrélation entre des épisodes d'inconscience visuo-spatiale et de synchronie préfrontale (Rastelli et al. 2013 Cortex). Aussi sur les capacités de notre consortium à induire par SMT des rafales à des fréquences spécifiques et enregistrer par électroencéphalographie (EEG) des améliorations brèves ou durables de la cognition visuelle (Chanes et al. J Neurosci 2013, Cortex 2015, Vernet et al. SFN 2014& OHBM Abstr 2015, Wozniak et al. Neuroimage 2013&JAffctDis 2015) qui dépendent fortement de la connectivité interrégionale sous-tendue par des faisceaux de substance blanche (Quentin et al. Neuroimage 2013 & Cerebral Cortex 2014&2015). Afin de réaliser notre projet, nous proposons de développer les trois objectifs suivants:

OBJECTIF SPECIFIQUE 1: Au moyen de la MEG, nous définirons les caractéristiques des motifs d'activité cérébrale oscillatoire et synchronie interrégionale engagés pendant des événements d’orientation spatial de l’attention débouchant sur des améliorations perceptives chez des sujets sains et des patients cérébro-lésés droits atteints ou pas d’une négligence visuo-spatiale à la suite d’un accident vasculaire cérébrale.

OBJECTIF SPECIFIQUE 2: Nous évaluerons la capacité des patterns de SMT rythmique de modifier l’activité oscillatoire cérébrale et améliorer de façon ponctuelle, essai-par-essai la performance perceptive des participants sains ou cérébro-lésés droits atteints de négligence visuo-spatiale; nous utiliserons des enregistrements couplés par TMS-EEG pour enregistrer l’activité cérébrale évoquée et modéliser ses effets sur la synchronie interrégionale.

OBJECTIF SPECIFIQUE 3: Nous développerons des rafales de stimulation de SMT répétitive agissant sur l’activité oscillatoire et de synchronie interrégionale et évaluerons l’impacte durable de ces interventions sur la performance visuelle dans ces mêmes populations de participants; les dynamique temporelles des effets de plasticité rapides induits sur l’activité cérébrale enregistrés au moyen de l’EEG serviront a modéliser les effets durables sur la synchronie interrégionale.

Les résultats de ce projet qui sera cordonné depuis l’Institut du Cerveau (ICM, CNRS UMR 7225 & Hôpital Pitié Salpetrière) et développé en partenariat avec l’Institute de Neurosciences (GIN & CHU) à Grenoble généreront des nouvelles connaissances causales sur les mécanismes oscillatoires à l’origine de la cognition visuo-spatiale. Ils nous permettrons aussi de développer nos capacités à manipuler ces événements de façon ponctuelle ou durable au moyen de techniques de stimulation cérébrale non invasive à des finalités thérapeutiques, pour rééduquer la négligence visuo-spatiale ou d’autres maladies neuropsychiatriques pertinentes.