C2b: Latéralisation et coopération hémisphériques Certificat Optionnel Psychologie et neurobiologie des comportements Pr S Bakchine CHU REIMS C2b: Latéralisation et coopération hémisphériques

Découverte des asymétries fonctionnelles Jusqu'à la fin de la moitié XIXe siècle: fonctions cognitives réparties également dans le cerveau, rôle symétrique des hémisphères rôle du corps calleux ? : soutien, siège de l’âme ? Une asymétrie connue mais non exploitée, la dominance manuelle: 90% des gens sont droitiers

Découverte des asymétries fonctionnelles (suite) 1ère révolution: découverte de l’asymétrie fonctionnelle cérébrale par Broca (1861): les aphasies sont liées à des lésions de l'hémisphère gauche. notion d’hémisphère “dominant” ou “majeur” (le gauche); l’hémisphère D considéré comme “mineur” (car sans fonction intellectuelle définie).

Découverte des asymétries fonctionnelles (suite) 2e révolution (1945-50): découverte des fonctions de l’hémisphère D ( visuo-spatiales) Abandon de la notion de dominance au profit de celle de spécialisation et latéralisation hémisphériques Etudes sur les "localisation" fonctionnelles Quels moyens d'approcher les spécialisations ou la coopération hémisphériques?

Découverte des asymétries fonctionnelles (suite) 3e révolution (1960-65): études de Sperry et Gazzaniga sur les sections chirurgicales du corps calleux ( patients "split brain"). Autres moyens apparus plus tard: Tests de Wada études expérimentales co sujet sain imagerie fonctionnelle

Le split-brain: un modèle de dysconnection Patients épileptiques opérés pour empêcher la diffusion des crises Patients normaux en apparence Mais signes "étranges" dans certaines conditions Situation "quasi-expérimentale" pour étudier indépendemment les fonctions des 2 hémisphères

Autre apport: tests de Wada Test de latéralisation pré-opératoire: Injection de barbitutiques intracarotidien Mise en sommeil temporaire d'un hémisphère => analyse d'un hémisphère seul Limites: invasif, durée brève, contamination controlatérale possible

Techniques actuelles: imagerie fonctionnelle (TEP, IRMf) Etude sur sujets sains ou pathologiques Comparaison image au repos et image après activité: la différence reflète les régions impliquées dans l'activité Limites: répétition des injections de radiotraceurs, complexité de certaines tâches (multiplicité des situations à contrôler) IRMf dans un tâche de langage

Quelques asymétries remarquables Fonctions HG HD Latéralisation manuelle 90% 10% Praxies idéomotrices + Langage + Nombres et quantité Calcul + Dénombrement + Sons non verbaux + Fonctions visuo-spatiales + Mémoire Verbale + Visuelle +

Asymétrie et langage (1) Droitiers = 90% population, mais gradation dans la latéralisation manuelle Quel lien avec la latéralisation pour le langage: Étude des lésions, Test de Wada ou IRMf pour le langage ? Co 96% droitiers, une lésion périsylvienne G entraine une aphasie. Aphasies croisées rares (4%) Co 70% gauchers, une lésion périsylvienne G entraine une aphasie. L’aphasie croisée est la règle pour les 30% restants: 1/2 fait une aphasie pour une lésion en miroir de l'HD; 1/2 fait une aphasie atypique pour une lésion D ou G (latéral. panachée)

Asymétrie et langage (2) Organisation fonctionnelle génétique Asymétrie du planum temporale dès le stade fœtal avec PTG > PTD , pas de différence morphologique, mais différence fonctionnelle Des lésions très précoces (< 2ou 3 ans) peuvent renverser partiellement cette latéralisation (plasticité) Les HD des split brain ne peuvent ni comprendre, ni lire

Fonctions hémisphère droit le syndrome dit de "l’hémisphère mineur": apraxie constructive + apraxie de l’habillage + hémi-négligence pour l’espace gauche + perte mémoire topographique Traitement des données spatiales: appariement des images complexes, mémoire des itinéraires et cartes, décodage formes complexes, constructions géométriques attention spatiale (lésion HD => hémi-négligence G) reconnaissance des visages (prosopagnosie) capacités émotionnelles: contrôle et décodage des expressions émotionnelles (visage, voix -prosodie, gesticulation) Sons/musique: chant, décodage sons musicaux ou non

Latéralisation et sexe (1) Le cerveau est un organe sexualisé (bain hormonal précoce différent selon le sexe) => quel impact sur l'organisation fonctionnelle? XIXe: Broca "Le femmes onr un cerveau en moyenne plus petit donc…" XXe: travaux de Doreen Kimura étude de groupes de femmes et hommes appariés sur le niveau culturel et l'âge Femmes meilleures pour domaine verbal, faits arithmétiques… Hommes meilleurs pour orientation et habiletés spatiale, pour raisonnement mathématique… Études de lésions: moins d'aphasies croisées chez femmes

Latéralisation et sexe (2) Quelle interprétation ? Neuropsychologique: Organisation anatomique différente ? Discutée Organisation fonctionnelle différente ? Les femmes seraient moins "latéralisées" Plus grande distribution du langage Des compétences différentes ? Non, car différences significatives sure grands groupes Quelle valeur opératoire ? Mais … très peu de mathématicien de génie femme, de compositeur femme…???? Socio-psychologique: pression sociale / pulsions ?

Corps calleux: anatomie - forme le toit du V3, au fond de la scissure interhémisphérique - la plus volumineuse des commissures - réunit les régions associatives homologues entre elles - myélinisation jusqu'à la fin de la première décade. - vascularisation: 2/3 ant par ACA, 1/3 post par ACP

Corps calleux: organisation des fibres selon un double gradient rostro-caudal et dorso-ventral

Pathologies du corps calleux Vasculaires: AVC de l'ACA ou de l'ACP Tumorales: gliomes ou méningiomes Métaboliques: marchifava-bignami, myélinolyse centropontique chirurgie

Les signes de dysconnexion calleuse Anomie de la main gauche Pseudo-hémianopsie gauche Extinction oreille gauche (écoute dichotique) Agraphie de la main gauche Apraxie constructive de la main droite Apraxie idéomotrice gauche Les mains "étranges"

Anomie de la main gauche (1) Dénommer à l'aveugle un stimulus de la main D: ok, car aire sensorielle et aires du langage dans le même hémisphère

Anomie de la main gauche (2) Dénommer à l'aveugle un stimulus de la main G: impossible car aire sensorielle et aire du langage sont dans 2 hémisphères différents

Les expériences de tachyscopie permettent la stimulation visuelle par hémichamp Lorsqu'un stimulus est projeté latéralement dans le champ visuel il est théoriquement traité dans un hémichamp retinien dépendant d'un seul hémisphère Mais les saccades visuelles, déplacent le regard et centralisent l'image => traitement controlatéral La tachyscopie (obturateur ou informatique) permet d'afficher l'image pendant une durée trop brève (<250ms) pour une saccade => stimulation dans un seul hémisphère

Pseudo-hémianopsie gauche Stimulus à droite Que voyez-vous ? Réponse OK Stimulus à gauche Réponse : rien (car l'HG n'a pas vu le mot) Prenez l'objet à l'aveugle avec votre main D: au hasard Avec main G, OK (car l'HD reconnaît le mot)

Ecoute dichotique: rappel voies auditives

Test d'écoute dichotique normal sept OG OD % 93 99 neuf 7 7 9 neuf sept

TED co split brain ? OG OD % 0 99 neuf 7 9 neuf sept

H. Gauche H. Droit défaut de transfert droit-gauche dénommer un objet - tactilement main G: anomie main G - visuellement CVG: pseudo--HLHG décoder/répéter des mots (oreille G): - écoute dichotique dessiner une forme complexe main D - apraxie constructive main D défaut d'accès - au langage - au traitement visuo-spatial défaut de transfert gauche-droit réaliser avec la main gauche des gestes symboliques /transitifs écrire de la main gauche - dictée - copie avec maitrise du code graphique défaut d'accès - à la programmation motrice - au code graphique

Les mains "étranges" (1) Main étrangère: perte de la sensation d'appartenance d'une main (G ou D) palpée à l'aveugle par l'autre, en l'absence de trouble sensitif élémentaire Main capricieuse: gestes involontaires réalisés par une main (G>D), sans caractère d'opposition avec les gestes de l'autre main

Les mains "étranges" (2) Apraxie diagonistique: gestes involontaires réalisés par une main (G>>D) aboutissant à un conflit intermanuel Apraxie unilatérale G: Incapacité à réaliser des gestes manuels propositionnels sur commande verbale avec la main G (non dominante)

Paradoxe de l'agénésie calleuse La plupart des signes du syndrome de déconnexion calleuse ne sont diagnostiqués que lors de situation expérimentales… On découvre parfois des agénésies calleuses purement asymptomatiques ??? Pourquoi?: Utilisation des voies directes et des connexions sous-calleuses…

Spécialisation, transferts, coopération Il existe certes des spécialisations hémisphériques… mais dans la vie réelle, la plupart des situations exigent des traitements multimodaux simultanés, donc… des transferts inter et intra-hémisphériques pour une bonne coopération fonctionnelle Rôle majeur des connexions par la substance blanche (problèmes dans la SEP)