Modulation des entrées vestibulaires par la locomotion – LocoMoVE

De manière intrigante, les troubles de l’équilibre et de l’oculomotricité observés chez les patients atteints de déficits vestibulaires périphériques, qu’ils soient unilatéraux ou bilatéraux, ont tendance à s’atténuer pendant la marche, en particulier à des vitesses élevées. Ce phénomène peut également être observé chez des individus sains soumis à des perturbations vestibulaires ciblées, où la marche réduit, voire annule, les effets de ces perturbations. Ces observations cliniques et expérimentales suggèrent qu’au cours de la locomotion, le contrôle de l’équilibre et la stabilisation du regard passent d’un mode dépendant des signaux vestibulaires à un mode directement piloté par le programme moteur en cours. Malgré son importance clinique, la base neurophysiologique de ce changement de stratégie reste mal comprise. Des études menées chez les vertébrés inférieurs ont proposé des mécanismes plausibles impliquant le tronc cérébral, le cervelet ou encore la moelle épinière, mais ces hypothèses n’ont pas encore été systématiquement explorées chez les mammifères.

Ce projet collaboratif franco-allemand vise à combler ce manque de connaissances en reliant les observations cliniques et expérimentales chez l’humain aux mécanismes neurophysiologiques étudiés chez l’animal. Pour cela, nous adopterons une approche translationnelle bidirectionnelle. De manière rétro-translationnelle, (partenaire français),
nous reproduirons le phénotype vestibulo-locomoteur humain chez le rat, un modèle pertinent pour la recherche préclinique. Cette étude combinera un suivi comportemental à haute résolution de la coordination du corps et du regard (grâce à des mesures vidéo-oculographiques et inertielles sur des animaux en comportement libre, couplées à des méthodes de vision automatique) avec des perturbations vestibulaires ciblées (électriques ou pharmacologiques). Cette plateforme expérimentale permettra d’explorer, par des techniques telles que l’optogénétique et l’enregistrement des potentiels de champ local, comment la locomotion module les entrées vestibulaires à travers différentes structures cérébrales. Dans une direction translationnelle (partenaire allemand), nous testerons un mécanisme suggéré par des études chez les amphibiens : pendant la locomotion, la stabilisation du regard pourrait être contrôlée par des copies motrices efférentes générées dans la moelle épinière. Ce mécanisme serait particulièrement efficace lorsque les mouvements de la tête et du tronc sont étroitement synchronisés, permettant au tronc de « savoir » ce que fait la tête. Sur cette base, nous examinerons si l’effet d’une stimulation vestibulaire ciblée sur les mouvements oculaires pendant la marche chez les individus sains dépend de la coordination tête-tronc. Chez les patients, nous analyserons la relation entre les symptômes visuels liés à la stabilité du regard et les schémas de coordination tête-tronc, afin d’identifier des stratégies compensatoires susceptibles de réduire ces symptômes pendant la marche et de servir de nouvelles cibles thérapeutiques. Pour assurer la pertinence écologique de nos résultats, des expériences clés seront menées en environnement extérieur.

Ce projet explore comment les programmes locomoteurs interagissent avec la régulation sensorimotrice vestibulaire, depuis les observations cliniques chez les patients jusqu’aux modèles animaux, et inversement, des connaissances mécanistiques chez l’animal jusqu’aux applications thérapeutiques potentielles chez l’humain. Les deux partenaires disposent d’une expertise complémentaire en physiologie vestibulaire et en recherche locomotrice, ainsi que de compétences techniques et analytiques avancées. Leur collaboration permettra d’aborder ces questions scientifiques de manière intégrée et innovante.