Un avant-goût pour la Semaine du Cerveau

Vous avez sans doute reçu l’information :

Comme chaque année la Semaine du Cerveau de l’UniGE nous offre de magnifiques opportunités d’actualiser nos connaissances, d’emmener nos élèves ou simplement de nous faire plaisir d’entendre de la part des chercheurs les savoirs que nous lisons dans les médias ou les revues scientifiques auxquelles expériment@l vous donne accès comme Nature ou Science ou PNAS etc.

Fig 1: Le thème de cette année est le contrôle, l’organisaiton, les pathologies du geste et le rythme [img]

Les organisateurs ont accepté de partager avec Expériment@l-Tremplins un résumé des conférences ici et nous présenterons quelques uns des articles de recherche proposés par deux des intervenants pour vous donner envie de  les lire et de venir à la conférence – par égard pour la patience des lecteurs nous avons fait un choix, que cela vous donne encore plus envie de venir voir les autres  !

L’intention de mouvement consciente résiderait dans une zone précise IPL

Nous avons tous rencontré l’homonculus et connaissons les aires motrices et sensorielles primaires. La stimulation d’une zone de l’aire motrice (en bleu dans la figure 1) produit le mouvement  des zones correspondantes du corps.

Fig 1 : Les aires motrices (rouge) et sensorielles (bleu) primaires. L’ » Homonculus » sensoriel où chaque partie du corps est représentée proportionnellement à la surface corticale dévolue à cette partie. [img]Source : Myers, D. G. (1998). Psychologie: Flammarion. Droite : Source Bloom, F. E., & Lazerson, A. (1985). [img]

Le système nerveux code des mouvements pas des muscles ?

En 1882, déjà  Hughlings Jackson disait  « Nervous centres represent movement, not muscles. «   in Georgopoulos, A. P., & Carpenter, A. F. (2015).  ici (Les membres Expériment@l peuvent obtenir ces articles…).
Mardi 17  Daniel Huber parlera de la Cartographie des circuits neuronaux du mouvement. Notamment les techniques de microscopie permettant d’établir ces cartes et des possibles applications pour des prothèses neuronales

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Fig 1: Une connaissance plus précise de la cartographie du cerveau pourrait permettre de meilleures prothèses neuronales  [img] source : Georgopoulos, A. P., & Carpenter, A. F. (2015)

Résumé de l’intervention de Daniel Huber

Comment  les différentes régions s’organisent-elles pour planifier et activer un mouvement volontaire ? La réponse à cette question reste une grande énigme. Pour arriver à clarifier le rôle de chacun des circuits impliqués, il faut des moyens techniques qui permettent de suivre l’activité de milliers de neurones individuels dans un sujet en pleine action. Ceci est actuellement difficilement imaginable chez l’humain, mais c’est devenu récemment possible chez la souris, qui grâce à la petite taille de son cerveau, permet l’utilisation de la microscopie bi-photonique. Cette technique facilite l’observation de régions entières avec une résolution cellulaire jusqu’à une profondeur de quelques millimètres. Cette approche optique devrait permettre, à long terme, d’établir une sorte de cartographie du cerveau en identifiant les circuits clefs, ainsi que les principes de leurs interactions respectives. Ces données seront certainement très précieuses pour le développement de nouvelles neuroprothèses plus performantes.
Cf par exemple http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25646932 (Les membres Expériment@l peuvent obtenir ces articles…).

C’est l’intention qui compte?

Des études récentes – notamment par des chercheurs dont l’une présentera lors de la semaine du cerveau :  Desmurget, M., & Sirigu, A. (2012) – discutent comment l’intention de mouvement peut être localisée et distinguent ce qui détermine la sensation consciente du  mouvement.
Le thème avait été abordé en détail dans les Bio-tremplins C’est l’intention qui compte 29 mai 2009. Les auteurs y montraient que la stimulation de l’IPL déclenche l’intention de mouvement et la sensation d’avoir bougé même si le mouvement n’avait pas lieu alors que la stimulation de l’aire motrice active la contraction des muscles mais pas la conscience du mouvement.

Angela Sirigu nous présentera l’état actuel de la recherche. Le titre de l’article que nous vous proposons en apéritif – devrait donner envie d’en savoir plus – c’est l’effet tremplins – « Conscious motor intention emerges in the inferior parietal lobule » ici (Les membres Expériment@l peuvent obtenir ces articles…).
Elle discutera notamment la question de la localisation de la conscience du mouvement : les chercheurs  distinguent « Urge to Move » et « Wanting to Move »  sur la base d’expériences de stimulation électrique du cortex notamment.

(A) Mesial              Precentral (MPA) sites evoking feelings of 'urge to move'              when electrically stimulated (red circles). Data are shown              for a single subject on the individual MR image of this              subject. Modified from [9����]. (B) Inferior parietal (IPL)              sites evoking feelings of 'wanting to move' when              electrically stimulated (triangles). Data are shown for 3              subjects after registration of the individual MRI to the MNI              template. One color per subject.Modified from [11].

Fig 2: La stimulation de l’aire IPL déclencherait l’intention du mouvement et sa conscience  [img] source : Desmurget, M., & Sirigu, A. (2012)
Based on the data          reviewed in this paper, it is possible to propose a general          anatomo-functional model of the neural processes leading to the          emergence of 'conscious motor intention' and the feeling of          'urge to move'. Initially, there is an unconscious phase of          motor preparation, which emerges within a wide          mesolimbic-fronto-parietal network (Box 1). This early phase          recruits the sensorimotor system, as can be seen in the rise of          a readiness potential within the mesial precentral area (MPA),          around 1 s before movement onset [12,13,16]. Conscious intention          emerges around 250 ms before movement onset [12,13,15,16] as a          result of a progressive increase of neural activity within the          inferior parietal lobule (IPL), during the phase of early motor          preparation [1,11]. During the last 250 ms before movement          onset, the consciously selected=
Fig 3: Les auteurs proposent un modèle temporel de l’intention du mouvement et de sa réalisation  « general anatomo-functional model of the neural processes leading to the emergence of ‘conscious motor intention’ and the feeling of ‘urge to move’. » [img] source : Desmurget, M., & Sirigu, A. (2012)

Drawings of phantom arms and legs, based on patients' reports.

Fig 4 : Les douleurs fantômes que les patients décrivent impliquent les régions discutées par Sirigu [img] Source : Purves (2001).cf source

Résumé  de l’intervention de Angela Sirigu

Les mouvements volontaires humains sont, par définition, consciemment voulus. Où dans le cerveau une telle expérience consciente se met en place est certainement une question scientifique fondamentale. Les régions pariétales et prémotrices sont des candidats sérieux pour la prise de conscience des mouvements intentionnels. Plusieurs études ont montré que les patients avec des lésions dans ces régions peuvent éprouver une conscience altérée. Par ailleurs ces régions sont également mises en jeu dans le cas des sensations fantômes douloureuses éprouvées par les sujets amputés et démontrent une grande plasticité suite à une allogreffe des mains. La compréhension des mécanismes implémentés dans ces régions semble être cruciale pour la réhabilitation motrice.
Cf par exemple  http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22939569 et   http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17989169 (Les membres Expériment@l peuvent obtenir ces articles…) Il serait magnifique de vous offrir un Tremplin vers toutes les autres conférences, mais nous ne le ferons pas… il vous reste à venir à ces conférences !

Ou au pire à les regarder par vidéo car elles seront sans doute enregistrées sur mediaserver.

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