Reorganisation of corticospinal projections and plasticity of the cortical motor areas in congenital hemiplegia

Vandermeeren, Yves [UCL]

Chez les rongeurs et les primates non-humains ayant subi une lésion cérébrale ou spinale, il a été démontré que la réorganisation des aires motrices corticales et des projections corticospinales (CS) sous-tendait la récupération de la dextérité. Chez les patients souffrant d'hémiplégie congénitale (HC) due à une lésion cérébrale prénatale ou périnatale, l'importance de la récupération motrice couvre un large spectre, particulièrement en ce qui concerne les mouvements précis des doigts et la dextérité. Tant les méthodes d'électrophysiologie et d'imagerie fonctionnelle telles que stimulation magnétique transcrânienne (TMS), tomographie par émission de positron (PET) et imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (fMRI) ont révélé différentes modalités de réorganisation des aires motrices et des projections CS chez les HC. Cependant, des corrélations précises entre ces modalités de réorganisations et le niveau de dextérité résiduelle doivent encore être établies. Ce travail visait deux objectifs principaux : 1) caractériser les modalités de réorganisation des aires motrices corticales et des projections CS dans l'HC au moyen de méthodes complémentaires d'imagerie fonctionnelle et d'électrophysiologie (PET, fMRI et TMS) et 2) établir des corrélations entre ces modalités de réorganisation et la dextérité résiduelle évaluée par des index quantitatifs. Contrairement au diaschisis (hypométabolisme) retrouvé chez l'adulte après un accident vasculaire cérébral sous-cortical, un hypermétabolisme de repos a été mis en évidence au moyen du PET dans le cortex moteur des deux hémisphères chez des HC avec lésion sous-corticale, suggérant un accroissement de la densité et/ou de l'activité synaptique. Chez les HC avec une lésion corticale, l'intensité de l'activation en fMRI dans l'hémisphère épargné était positivement corrélée avec la dextéritérésiduelle de la main parétique, et les mouvements de la main tant parétique que non-parétique activaient de façon prédominante l'hémisphère non-lésé, suggérant son implication prépondérante dans le contrôle des mouvements digitaux des deux mains. Cependant, la dextérité de la main parétique était mieux préservée chez les HC pour lesquels l'aire motrice primaire (M1) de l'hémisphère lésé gardait le contrôle de la main parétique via des projections corticomotoneuronales (CM) croisées, comme chez les sujets contrôles. Chez les HC avec une moindre récupération, l'hémisphère non-lésé pouvait être directement impliqué dans le contrôle de la main parétique via des projections CM non-croisées partant de la zone de la main de M1, d'où provenaient également des projections CM croisées dédiées à la main non-parétique. Quoique des projections CS prennent naissance dans de nombreuses aires corticales qui sont activées de façon concordante en fMRI ou en PET lors de mouvements de la main parétique, seules les cellules CS de la zone de la main de M1 semblent capables d'établir des connexions CM (non-)croisées adaptatives avec les motoneurones de la main parétique. Ceci suggère que les aires motrices non-primaires activées dans les deux hémisphères lors de mouvements de la main parétique sont impliquées dans des aspects indirects -quoique fondamentaux- de la récupération fonctionnelle.