La construction du schéma corporel dans un cerveau en développement

Body schema building in a developping brain

• Auteur / Autrice : Aurélie Fontan
• Direction : Christine Assaiante
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 12/07/2017
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Fondation Yves Cotrel - Agence nationale de la recherche (France) - Laboratoire de neurosciences cognitives & computationnelles (Paris)
• Jury : Président / Présidente : Christophe Bourdin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sébastien Caudron, Anne Kavounoudias
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Olivier Pascalis, Laure Pisella

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sensibilité proprioceptive

Développement humain

Schéma corporel

Mots clés libres

Schéma corporel

IRMf

Comportement

Développement

Intégration proprioceptive

Body schema

Fmri

Behaviour

Development

Proprioceptive integration

Résumé

La proprioception est la modalité essentielle pour la construction du schéma corporel (SC) qui se construit au cours de la vie. Cette thèse cherche à comprendre la construction du SC au cours du développement en explorant l’intégration proprioceptive (IP). L’utilisation des vibrations tendineuses en IRMf chez l’enfant et l’adulte, révèle que les bases neurales de l’IP sont établies dès 7 ans. Mais, chez l’enfant apparait une moindre activation des régions pariétales et sensorielles ainsi que l’activation du cortex frontopolaire, confirmant la lente maturation de l’IP. L’étude de la maturation de l’acuité proprioceptive (AP) corrélé à des données d’IRMf de repos chez l’enfant et l’adulte révèle que l’AP est supportée dès 8 ans par une interaction entre le réseau sensorimoteur (SMN) et frontopariétal (FPN). Chez l’enfant seulement apparait une relation inverse entre FPN-SMN et AP et une relation cerebello-corticales et AP. Un désengagement des connexions cerebello-corticales laisse place à des connexions cortico-corticales avec l’âge. L’exploration du couplage perception-action, essentiel pour la construction du SC, révèle que la manipulation de l’action impacte plus largement la perception des enfants et des adolescents. La construction d’une représentation stable grâce à ce couplage est fonctionnelle dès 6 ans mais poursuit sa maturation au cours de l’adolescence. Nous avons révélé l’établissement précoce et la lente maturation des bases neurales du SC. L’engagement de structures supplémentaires chez l’enfant renforcerait le neurodéveloppement du SC. La construction du SC utilisant l’IP est moins efficace chez les enfants et les adolescents révélant sa lente maturation.

Proprioception is the sensory modality essential to body schema (BS) building which is built through ontogenesis. This thesis’ aim highlights the building of the BS through childhood and adolescence by exploring proprioceptive integration (PI) at both behavioural and brain level. Using tendon vibration during fMRI in children and adults, revealed that the neural basis of BS are already established from the age of 7. Yet, in children appeared a less activation of parietal and sensory areas as well as an exclusive activation of the frontopolar cortex confirming the slow maturation of PI. Proprioceptive acuity (PA) assessment correlated with resting state data in children and adults revealed that PA is supported by an interaction between the sensorimotor and the frontoparietal networks in both groups. Yet, in children only, this interaction is reversed compared to adults, and they presented also the involvement of cortico-cerebellar connexions to support PA. The disengagement of cortico-cerebellar connexions leaves room to cortico-cortical connexions with age. The evaluation of the perception-action coupling, essential to the BS building through development, revealed that action strongly impact children’s and adolescents’ perception of human body. The building of a reliable representation thanks to this coupling, is present from the age of 6 but continue its maturation through adolescence. Therefore, we revealed the early establishment and the slow maturation of the BS neural basis. The engagement of additional structures in children would reinforce the BS neurodevelopment. The BS building using PI is less efficient in children and adolescents revealing its slow maturation.