Soutenance de thèse de Julie Alayrangues

2 février 2018

Vendredi 2 Février

Salle de thèse n° 2

Faculté de médecine, La Timone


Titre

Étude des réponses oscillatoires bêta aux erreurs de mouvements : dissociation fonctionnelle et spatiale des modulations de puissance bêta observées pendant la période de préparation et après le mouvement

Membres du jury

  • Christina Schmitz, CR1, INSERM-CNRS, Université de Lyon 1 - Rapporteure
  • Marco Davare , Professeur, University College London - Rapporteur
  • Jean Blouin, DR2, CNRS, Aix-Marseille Université - Examinateur
  • Nicole Malfait, CR1, CNRS, Aix-Marseille Université - Directrice

Résumé

Le rôle des oscillations bêta est actuellement sujet de débat. En effet, elles sont impliquées non seulement dans le contrôle du mouvement, mais également dans les processus sensoriels, perceptifs et cognitifs. De surcroit, au sein même des fonctions de contrôle du mouvement, elles présentent une diversité fonctionnelle. Des études récentes (Tan et al. 2014 ; Torrecillos et al.2015) ont en effet mis à jour des activités bêta distinctes présentant des sensibilités différentes aux erreurs de mouvements. Dans le cadre de tâches d’adaptation sensorimotrice, nous avons examiné les modulations de la puissance bêta en réponse à des erreurs cinématiques induites par des perturbations mécaniques, appliquées pendant des mouvements d’atteinte vers des cibles visuelles. La synchronisation dans la bande bêta typiquement observée à la fin du mouvement (rebond bêta) est diminuée en fonction de la saillance des erreurs cinématiques provoquées (Tan et al. 2014), indépendamment des ajustements de la commande motrice visibles dans le mouvement suivant. En contraste, la modulation de l’activité bêta observée pendant la période de préparation du mouvement semble, quant à elle, refléter des processus impliqués dans l’ajustement adaptatif de la commande motrice, activés à la suite d’une erreur d’exécution d’un mouvement (Torrecillos et al. 2015). Ces observations suggèrent que les activités bêta observées pendant les périodes précédant et suivant le mouvement ont des rôles fonctionnels distincts, liés respectivement à des mécanismes génériques de détection d’erreurs et à des processus d’adaptation sensorimotrice. Toutefois, cette première distinction fonctionnelle entre les modulations de la puissance bêta pendant la période de préparation et à la fin du mouvement, laisse ouvertes des questions importantes. Ces différentes réponses oscillatoires aux erreurs cinématiques sont-elles sous-tendues par des substrats neuronaux distincts ? Reflètent-elles le traitement de signaux de nature efférente ou afférente ? L’objectif de ces travaux de thèse a donc été double. D’une part, pour déterminer si les activités bêta pré- et post-mouvement sont sous-tendues par des substrats communs ou si, à l’inverse, elles recrutent des structures cérébrales différentes, nous avons adopté une approche par analyse en composantes indépendantes (ICA). D’autre part, pour mieux cerner la nature des processus neuronaux reflétés, nous avons exploité des tâches bimanuelles nécessitant la production de mouvements physiquement similaires, mais impliquant des modes de coordination intermanuelle différents. Premièrement, nos résultats suggèrent fortement que les activités bêta pré- et post-mouvement impliquent des substrats neuronaux distincts. En effet, tandis que la modulation du rebond bêta est capturée par des composantes indépendantes présentant des topographies médiales, des composantes indépendantes clairement latéralisées rendent compte des modulations de l’activité bêta pendant la période de préparation du mouvement. Deuxièmement, nous démontrons que la modulation du rebond bêta, par les erreurs cinématiques, n’est pas sensible à la nature de la tâche motrice et semble donc bien refléter des mécanismes génériques de détection d’erreurs. Par contre, l’activité bêta pendant la période de préparation présente une claire sensibilité au mode de coordination intermanuelle. De manière critique, nous mettons ici en lumière un découplage entre les réponses comportementales et les réponses électrophysiologiques qui démontrent que l’activité bêta pendant la période de préparation ne reflète pas des processus directement liés à la sortie motrice, mais plutôt des mécanismes de traitement des afférences sensorielles sous-tendant la mise à jour adaptative de la commande motrice.

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