Soutenance de la thèse de Manuel Zaepffel

20 décembre 2013

Etude des mécanismes fonctionnels de la préparation du mouvement : inférences à partir des potentiels électrophysiologiques de surface, intracorticaux et des rythmes cérébraux dans une tâche de saisie manuelle

Salle de thèse INT


Résumé

Dès le plus jeune âge, l’homme utilise continuellement ses mains pour saisir, manipuler ou explorer les objets de son environnement. Les mécanismes de contrôle de la main constituent un élément central du système moteur humain. Pour un mouvement de saisie, ce système doit contrôler un certain nombre de paramètres pour produire une commande motrice adaptée aux propriétés de l’objet. La compréhension des mécanismes mis en jeu dans l’élaboration de cette commande motrice repose ainsi sur plusieurs questions. Quelle est la nature des paramètres traités par le système nerveux ? Quelles sont les structures corticales impliquées ? Quand et comment ces paramètres sont-ils traités ? Durant l’exécution du mouvement ou durant la phase de préparation qui précède son initiation ? Ces questions sont autant de problématiques abordées dans ce travail de thèse dont l’objectif général est d’apporter une meilleure compréhension, d’une part, de l’organisation fonctionnelle des processus mentaux qui lient la perception à l’action, et d’autre part, de la façon dont ces processus se traduisent au niveau neurophysiologique.

Nos recherches reposent notamment sur la comparaison entre l’homme et le singe étudiés dans un contexte expérimental similaire et réalisant une tâche de saisie manuelle identique. Chez l’homme, nous avons analysé les modulations de l’activité cérébrale sur la base d’enregistrements électroencéphalographiques (EEG). Chez le singe vigile, l’activité neuronale des aires motrice primaire et prémotrice a été analysée à partir d’enregistrements multi-électrodes intra-corticaux (LFP). Dans une première étude chez l’homme, nous nous sommes intéressés aux modulations de la CNV (Contingent Negative Variation), un potentiel lent précédent l’initiation du mouvement. Nous avons également étudié les modulations des signaux EEG et LFP dans le domaine fréquentiel. Cette approche a permis une analyse approfondie des modulations du rythme bêta (13-35 Hz) sensorimoteur dont le rôle fonctionnel est encore largement débattu.

L’ensemble de nos travaux ont orienté notre réflexion vers 3 axes principaux. Premièrement, ils nous ont permis de préciser les principes fonctionnels qui régissent la préparation des mouvements de saisie manuelle. Deuxièmement, ils nous ont conduit à identifier plusieurs composantes qui caractérisent les modulations du rythme bêta et à dégager les principaux facteurs régissant leur présence ou leur absence. En ce sens, nous avons proposé une hypothèse qui permet d’interpréter dans un cadre théorique unifié la majorité des études proposant des interprétations souvent contradictoires de ce rythme sensorimoteur. Enfin, nous avons souligné, à travers nos résultats, la complémentarité des données issues de nos recherches chez l’homme et chez le singe mais aussi celle des informations issues de l’analyse des modulations des potentiels, d’une part, et de l’activité cérébrale oscillatoire dans la fréquence bêta, d’autre part.

Membres du jury :

Marie-Claude Hepp-Reymond, Université de Zurich Philippe Derambure, CHRU de Lille Franck Vidal, Aix-Marseille Université Marco Davare, Université de Louvain Thomas Brochier, Aix-Marseille Université Alexa Riehle, Aix-Marseille Université

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