Assessment methodology and neural bases of the sense of verticality : studies in stroke patients
Méthodologie d'évaluation et bases neurales du sens de verticalité : étude chez les patients présentant un Accident Vasculaire Cérébral
Résumé
The sense of verticality is a major spatial referential for perception and action in space. It allows determining our body position relatively to the gravity and it contributes to the organization of the postural control in humans. The assessment of the sense of verticality for a better understanding of postural and spatial disorders in stroke patients becomes common practice. However, the lack of standardization and psychometrical studies of the verticality perception assessment limits considerably the clinical integration of these tools and the development of therapeutic clinical trials for the follow-up of postural disorders in neurological diseases. Stroke is also the primary model for studying the sense of verticality. The identification of neural bases underlying the multisensory integration processes of the sense of verticality is based essentially on modern techniques of lesion analysis. However, our knowledge of the neural bases of the construction and updating of the sense of verticality are partial and require further studies. Our research aimed to improve our understanding of the sense of verticality through study of these disorders after stroke, according to a methodological and physiopathological dual approach. We showed that the assessment of the visual vertical perception after stroke requires a specific postural setting (the trunk and the head maintained upright in stroke patients with postural disorders) and should be based on 10 trials to achieve a high inter-trials reliability. Under these conditions, visual vertical orientation has excellent inter- and intrarater reliability, ensuring the reliability of this measure for both clinical practice and research. For the postural perception of the vertical, we proposed a simplified and standardized procedure with the wheel test to assess contralesional postural vertical biases after hemispheric stroke. Finally, by means of a lesional statistical analysis, we identified a cortical and subcortical areas network of the visual and postural vertical perception. The polymodal regions of the sense of verticality are centered on the operculo-insular cortex and the posterolateral thalamus, with a right hemisphere predominance and a partial overlap with the core regions of the vestibular cortex. Our results provide a better understanding of the neural bases of the sense of verticality in humans and constitute guidelines for the clinical use of the verticality perception measures.Keywords: Sense of verticality, stroke, assessment methodology, neural bases, vestibular cortex.
Le sens de verticalité constitue un référentiel spatial fondamental pour percevoir et agir dans l'espace. Il permet notamment de déterminer la position de notre corps par rapport à la direction de la gravité et participe à l’organisation du contrôle postural chez l’homme. L'évaluation du sens de verticalité pour une meilleure compréhension des troubles posturaux et spatiaux de patients ayant présentés un accident vasculaire cérébral (AVC) devient pratique courante. Cependant, l’absence de standardisation et de connaissances des qualités psychométriques des mesures de la perception de la verticale limite considérablement l’utilisation clinique de ces outils et l’élaboration d’essais thérapeutiques pour le suivi des troubles posturaux en pathologie neurologique. L’AVC constitue également le modèle lésionnel humain privilégié pour l’étude du sens de verticalité. L'identification des aires cérébrales sous-tendant les processus d’intégration multisensorielle du sens de verticalité reposent majoritairement sur de techniques modernes d’analyse lésionnelle. Cependant, les connaissances des bases cérébrales de la construction et de la mise à jour du sens de verticalité sont encore partielles et appellent à des travaux complémentaires. Nos travaux de recherche visaient à améliorer notre compréhension du sens de verticalité par l’étude de ces altérations en pathologie vasculaire cérébrale, selon une double approche méthodologique et physiopathologique. Nous avons montré que l’évaluation de la perception visuelle de la verticale dans les suites d’un AVC requiert une installation précise des patients (maintien droit du tronc et de la tête chez les patients présentant des troubles posturaux) et doit être basée sur un minimum de 10 essais pour assurer une fidélité inter-essais élevée. Dans ces conditions d’évaluation, l’orientation de la verticale visuelle présente une excellente fidélité inter- et intra-évaluateur, garantissant la fiabilité de cette mesure pour la pratique et la recherche cliniques. Concernant la perception posturale de la verticale, nous proposons une procédure simplifiée et standardisée du test de la roue pour l’évaluation des biais contralésionnels de la verticale posturale après AVC hémisphérique. Enfin, nous identifions au moyen d’une analyse statistique lésionnelle un réseau d’aires corticales et sous-corticales impliqué dans la perception visuelle et posturale de la verticale. Le cœur de ces régions polymodales du sens de verticalité est centré sur le cortex operculo-insulaire et le thalamus postérolatéral, avec une nette prédominance hémisphérique droite et un chevauchement des aires nodales du cortex vestibulaire. Nos résultats nous permettent de mieux comprendre les bases cérébrales du sens de verticalité et constituent des guides importants pour l'utilisation clinique de la mesure du sens de verticalité.Mots clés: Sens de verticalité, AVC, méthodologie d’évaluation, bases neurales, cortex vestibulaire
Origine : Version validée par le jury (STAR)