La plasticité cérébrale des transformations sensori-motrices chez l'Homme: physiologie et physiopathologie de l'adaptation des mouvements oculaires saccadiques. – Adapt-Eye

Les saccades oculaires sont un excellent modèle d'étude de la plasticité visuo-motrice car, en raison de leur vitesse élevée, ces mouvements ne bénéficient d'aucun contrôle en ligne. Le maintien de la précision des saccades fait donc appel à un contrôle à long terme des commandes oculomotrices, appelé adaptation saccadique (revue: Hopp et Fuchs, 2004). L'adaptation saccadique est par ailleurs un enjeu clinique majeur dans la mesure où elle peut prévenir des déficits oculomoteurs et visuels très invalidants (revue: MacAskill et al. 2002). L'objectif central de ce projet est de mettre à jour les mécanismes et substrats neurophysiologiques de l'adaptation saccadique, ainsi que l'origine de ses dysfonctionnements dans certains syndromes neurologiques. Dans ce but nous proposons une nouvelle stratégie pluri-approches chez l'Homme, constituant une étape indispensable vers une meilleure prise en charge des désordres oculomoteurs et visuels associés.RESUME L'objectif du projet est de déterminer les bases neuro-anatomiques de l'adaptation saccadique, les signaux d'erreur impliqués et l'origine des déficits d'adaptation dans certains syndromes neurologiques. Ce projet regroupe plusieurs innovations conceptuelles et méthodologiques. Premièrement, un effort particulier portera sur les saccades volontaires qui constituent la grande majorité des saccades effectuées dans notre vie quotidienne. Seulement trois publications traitent de l'adaptation de ce type de saccades (Erkelens et Hullemans 1993, Deubel 1995, Fujita et al 2002) et indiquent, en accord avec nos propres observations (Alahyane et al., soumis), de fortes différences avec l'adaptation des saccades réactives. La deuxième caractéristique du projet est de distinguer dans l'adaptation saccadique, tant au niveau comportemental que neurophysiologique, l'étape de calcul des signaux d'erreur de l'étape de modification des commandes oculomotrices. La troisième innovation est méthodologique, puisque les approches complémentaires proposées sont quasiment entièrement originales: imagerie cérébrale fonctionnelle chez le sujet sain (1 seule étude antérieure en TEP: Desmurget et al 1998), quantification des capacités d'adaptation chez le patient présentant des lésions neurologiques focales (2 études antérieures: Gaymard et al. 2001, Straube et al. 2001) et stimulation magnétique transcrânienne (TMS) chez le sujet sain. L'imagerie fonctionnelle (IRMf) établira les structures activées lors de l'adaptation des saccades réactives et/ou volontaires. Le comportement des patients cérébro-lésés indiquera lesquelles de ces structures sont nécessaires à l'adaptation. Enfin, les études TMS permettront de vérifier chez le sujet sain l'implication des aires corticales et d'en préciser la nature (codage des signaux d'erreur versus modification des commandes). Tous ces aspects innovants reposent sur l'expertise conceptuelle et méthodologique résultant de l'association des 4 équipes.
Notre étude récente chez le sujet sain (Alahyane et al. soumis) et nos données préliminaires chez quatre patients plaident pour un rôle «contexte-dépendant» du cervelet dans l'adaptation. Ainsi, l'adaptation des saccades réactives et volontaires reposerait sur des zones différentes du cervelet, et éventuellement des autres aires cérébrales. De plus, des arguments computationnels suggèrent un rôle plus spécifique du cortex cérébral dans l'élaboration des signaux d'erreur sous-tendant l'adaptation. Tester ces prédictions à l'aide des approches complémentaires proposées permettra d'améliorer nos connaissances sur la plasticité sensori-motrice. Les résultats aideront également aux procédures cliniques d'évaluation et de rééducation des déficits visuo-oculomoteurs, en révélant si l'absence de récupération de la dysmétrie saccadique observée dans certaines pathologies est liée à une dégradation spécifique -ou aux limites physio