Mécanismes centraux de contrôle de la motricité saine et altérée

Contributions expérimentales 

 Présentation du protocole expérimental

 L’objectif de ce chapitre initial est d’introduire la tâche expérimentale qui a été employée pour la constitution de la base de données ainsi que la population de sujets sains et de patients qui ont été inclus dans ce travail. Ce chapitre est également l’occasion de présenter les méthodes d’enregistrements des signaux électrophysiologiques (EEG et EMG), le matériel employé et les prétraitements des données communs aux analyses subséquentes. Le traitement spécifique à chaque méthode d’analyse de la connectivité ainsi que les analyses statistiques sont présentées dans les chapitres suivants. 

Participants 

Afin de répondre à la problématique générale et aux différents objectifs intermédiaires, les données de trois protocoles ont été regroupées dans ce travail. La première étude, ULISCC, portée par le Dr David Gasq et autorisée par un CPP de catégorie 3 (No. ID-RCB : 2017- A00579-44), a permis l’inclusion de 5 patients AVC en phase chronique. La deuxième étude, CoActHemi, autorisée en parallèle de la première par un CER (No. 07-0716), a permis l’inclusion de huit sujets sains. La troisième étude, ULAFBoT-Stroke, portée par le Dr David Gasq et autorisée par un CPP de catégorie 1 (No. ID-RCB : 2018-000941-38) a permis d’inclure 12 patients post-AVC en phase chronique. Ainsi, un total de huit sujets sains âgés de 43 ± 21 ans (année ± erreur standard), dont trois femmes, et dix-sept patients post-AVC âgés de 58 ans ± 13, (année ± erreur standard), dont quatre femmes, ont été inclus dans cette thèse. Ces études ont été conduites en accord avec la déclaration d’Helsinki et des consentements écrits ont été Maxime Fauvet Mémoire de thèse | Contributions expérimentales 70 relevés pour chaque participant. La description clinique des patients est répertoriée dans le tableau 3.1 : les performances motrices des patients ont été évaluées au moyen de l’évaluation du membre supérieur du Fugl-Meyer (Fugl-Meyer et al., 1974) ainsi que le test de fonction motrice de Wolf (Bürge et al., 2013), la spasticité a été évaluée avec l’échelle modifiée de Tardieu (Ansari et al., 2008) et la localisation des lésions a été évaluée à partir des Imageries à Résonnance Magnétique réalisées dans le cadre des soins cliniques. Les patients du Service de Médecine Physique et de Réadaptation du CHU Rangueil ayant subi un AVC (ischémique ou hémorragique) datant de plus de six mois, capables de réaliser une extension active du coude d’au moins vingt degrés, n’ayant pas été injectés par de la toxine botulique depuis au moins quatre mois, ne présentant pas de troubles cognitifs limitant la compréhension de consignes simples, ne souffrant pas de douleur lors de l’extension active ou passive du coude ou n’étant pas diagnostiqué avec une pathologie neurodégénérative ont été inclus dans l’une ou l’autre des études. Par convention, la durée de six mois post-AVC est considérée comme l’établissement de la phase chronique, caractérisée par une stabilisation des phénomènes de plasticité cérébrale et de récupération motrice et donc une stabilisation des voies de communication entre le système nerveux central et la périphérie (Rijntjes, 2006). Les sujets sains inclus ne devaient pas présenter ou avoir eu de troubles neurologiques.

Tâche motrice 

Dans le but de proposer un modèle du contrôle de l’activité motrice volontaire, un mouvement simple a été favorisé dans le protocole : l’extension du coude dans le plan horizontal réalisée à vitesse spontanée. Ce mouvement est mono-articulaire (Fornalski et al., 2003), intervient dans de nombreuses tâches écologiques comme les mouvements de saisie d’objet ou de pointage et est réalisé sans modification de la gravité appliquée au membre supérieur (Beer et al., 2007). Selon Staudenmann & Taube (Staudenmann & Taube, 2015), le muscle agoniste de l’extension Maxime Fauvet Mémoire de thèse | Contributions expérimentales 71 du coude (muscle extenseur) est le triceps brachial (TB) et les muscles antagonistes (muscles fléchisseurs) sont le biceps brachial (BB), le brachial (BA) et le brachioradial (BR). Ce type de mouvement se compose chez le sujet sain d’une phase d’accélération et d’une phase de décélération de durées équivalentes. La consigne portant sur la vitesse de réalisation du mouvement, et donc n’imposant pas de vitesse d’exécution spécifique, induit un cadre expérimental proche du modèle insensible à la vitesse décrit par Gottlieb et al. (Gottlieb et al., 1989). 

Paradigme expérimental 

Les participants ont été installés confortablemen comme sur la figure 3.1 sur une chaise à dossier droit munie de sangles afin de fixer le tronc au dossier et ainsi limiter les mouvements parasites du tronc ou les possibles stratégies de compensation chez les patients (avancée du tronc). En position initiale, l’épaule des participants était positionnée en flexion antérieure de quatre-vingt degrés en rotation neutre, le coude fléchi à quatre-vingt-dix degrés, l’avant-bras en pronation et reposant sur la table. Pour chaque réalisation de mouvement déclenchée par un signal sonore, les participants ont décollé le coude de la table, réalisé une extension complète du coude à vitesse spontanée avant de reposer l’avant-bras sur la table. Le mouvement de retour à l’état initial, séparé de la phase d’extension par une période de repos d’une durée aléatoire comprise entre huit et quinze secondes, a été effectué selon le même paradigme : le mouvement de flexion a été déclenché par un signal sonore et a pris fin une fois la position initiale atteinte. Il est à noter que les mouvements de flexion et d’extension ont été réalisés sans support de la flexion de l’épaule ce qui signifie que l’activité des muscles de soutien de l’épaule (dont la contrepartie corticale serait enregistrée dans les électrodes C3/C4 en particulier) n’est pas nulle pendant la tâche. Chaque cycle extension/flexion a été répété dix fois lors de deux séries, chacune séparée d’une période de repos afin de prévenir la fatigue musculaire. Les membres dominant et non dominant des sujets sains ainsi que les membres parétiques et non parétiques des patients post-AVC ont été étudié avec ce paradigme. Seuls les mouvements d’extension des membres parétiques pour les patients et les membres dominants pour les sujets sains ont été étudiés dans ce travail. L’absence de consigne contraignante de vitesse associée à la liberté de réalisation du mouvement ont engendré une variabilité de la durée du mouvement d’extension et de flexion du coude entre les différents essais, variabilité attendue plus importante chez les patients compte tenu de l’altération de leur fonction motrice. La durée moyenne d’une réalisation du protocole est de deux heure