Cortical modulation of locomotion

Modulation corticale de la locomotion

Céline Tard (1)

1 TCDV - Troubles cognitifs dégénératifs et vasculaires - U 1171 - EA 1046

Patients with Parkinson 's disease present gait impairments, sometimes sudden and unexpected, either improved or deteriorated with environmental stimuli. Attention focalization, either on external stimuli or on gait, could then modulate locomotion.The main objective was to better characterize how environmental stimuli would modulate locomotion, via attentional networks, in healthy subjects and in parkinsonian patients, with or without freezing of gait.At first, we precisely defined the attentional deficits in patients, with or without gait impairment. They showed altered performance respectively in mental flexibility and in divided attention.Then, we explored the attention-locomotion interaction by studying motor preparation. So, we highlighted that anticipatory postural adjustments were a sensitive marker of attention. In patients, they evidenced an alteration of the attention-motor program interaction.Studying the brain activation during the visuo-driven locomotion in these patients confirmed the involvement of cortical attentional regions. We observed an imbalance inside the parieto-premotor network (useful to modulate motor action according external stimuli)Finally, we tried to change the excitability of the premotor cortex with transcranial magnetic stimulation to modulate visuo-driven locomotion.

Les patients atteints de maladie de Parkinson présentent des troubles de la marche, parfois paroxystiques, pouvant être aggravés ou améliorés par les stimuli environnementaux. L'attention portée, soit aux stimuli extérieurs, soit à la marche, pourrait ainsi moduler la locomotion.L’objectif principal était donc de mieux caractériser la manière dont les stimuli environnementaux modulent par le biais de réseaux attentionnels la locomotion. Ceci a été étudié chez les sujets sains puis chez les patients parkinsoniens, avec ou sans enrayage cinétique.Nous avons d'abord défini précisément les déficits attentionnels des patients, avec ou sans troubles de la marche. Ils présentaient respectivement des difficultés en flexibilité mentale et plus particulièrement en attention divisée.Nous avons ensuite exploré l'interaction attention-locomotion grâce à l'étude de la préparation motrice. Ainsi, nous avons pu démontrer que les ajustements posturaux anticipés étaient un marqueur sensible de l’attention. Chez les patients, ils pouvaient témoigner d’une altération de l'interaction attention-programmation motrice.L'étude des régions cérébrales activées lors de la locomotion visuo-guidée chez ces patients a permis de confirmer l'implication de structures corticales attentionnelles. Un déséquilibre d’activation au sein du réseau pariéto-prémoteur (nécessaire à la modulation de l'action motrice en fonction des stimuli externes) était présent.Enfin, nous avons essayé de modifier l'excitabilité du cortex prémoteur via des techniques de stimulation magnétique transcrânienne répétitive afin de moduler la locomotion visuo-guidée.

Mots clés: Attention; Focusing; Dual-task; Divided attention; PET; Premotor cortex; Temporopolar area; Executive-attention network; Transcranial magnetic stimulation; Non-invasive brain stimulation; Prefrontal cortex; Motor area; Gait; Freezing of gait; Parkinson's disease; Treadmill; Visually driven locomotion; Gait initiation; RTMS; Anticipatoy postural adjustments; Parieto-frontal networks modulation

Mots clés: Attention; Focalisation; Double-tâche; Maladie de Parkinson; Attention divisée; TEP; Cortex prémoteur; Réseau exécutif attentionel; Stimulation magnétique transcrânienne; Stimulation cérébrale non invasive; Cortex préfrontal; Aire motrice; Marche; Initiation de la marche; Enrayage cinétique à la marche; Tapis roulant; SMTr; Ajustements posturaux anticipés; Locomotion visuo-guidée; Modulation des réseaux pariéto-frontaux

Domaines: Médecine humaine et pathologie

Céline Tard. Modulation corticale de la locomotion. Médecine humaine et pathologie. Université du Droit et de la Santé - Lille II, 2015. Français. ⟨NNT : 2015LIL2S067⟩. ⟨tel-01357891⟩