Exploration des mécanismes cérébraux de la motricité et neurorééducation du membre supérieur: apports de la spectroscopie fonctionnelle proche infrarouge

Exploring the neural substrates of motor function and neurorehabilitation in the upper limb: the contribution of near-infrared functional spectroscopy

• Auteur / Autrice : Julien Bonnal
• Direction : Fabrice Prieur, Pascal Auzou
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Inscription en doctorat le 22/11/2021
• Etablissement(s) : Orléans
• Ecole(s) doctorale(s) : Santé, Sciences Biologiques et Chimie du Vivant - SSBCV
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LI2RSO - Laboratoire Interdisciplinaire pour l'Innovation et la Recherche en Santé d'Orléans

Mots clés

Mots clés libres

Activation corticale

Spectroscopie proche infra rouge

Membre supérieur

Latéralité

Thérapie miroir

Neurorééducation

Cortical activation

Functional near infrared spectroscopy

Upper limb

Laterality

Mirror therapy

Neurorehabilitation

Résumé

L'accident vasculaire cérébral entraine fréquemment un déficit moteur du membre supérieur, pour lequel les patients gardent trop souvent des séquelles. La rééducation est un axe majeur de la prise en charge de ce déficit. Il existe de nombreuses techniques de rééducation et les preuves scientifiques manquent pour établir la supériorité de l'une par rapport à l'autre. Afin d'optimiser la prise en charge rééducative, il est primordial de comprendre les mécanismes de neuroplasticité qui régissent la récupération. Il faut pour cela être capable d'explorer l'activité corticale durant l'exécution de taches motrice et de rééducation. L'objectif de cette thèse est d'améliorer les connaissances sur la neuroplasticité. Pour cela nous allons étudier, chez des sujets sains, l'activation cérébrale selon différentes modalités de tâches motrices ou de rééducation. Pour explorer ces modalités nous allons utiliser une méthode d'imagerie en plein essor : la spectroscopie proche infrarouge fonctionnelle (SPIRf). Cette technique permet de mesurer les variations hémodynamiques au niveau du cortex, donnant ainsi des informations sur l'activité corticale sous-jacente. Elle permet d'effectuer les mesures en milieu écologique et est donc parfaitement adaptée à l'étude de la motricité. Trois études sont prévues pour cette thèse : L'étude Counirs dans laquelle nous allons explorer l'activation cérébrale lors de mouvements de la main et de l'épaule à droite chez des sujets droitiers. L'étude Lateralinirs dans laquelle nous allons explorer l'impact de la latéralité sur l'activation cérébrale lors de mouvements de la main. L'étude ARTHEMIRS dans laquelle nous allons explorer l'activation cérébrale lors de différentes modalités de thérapie miroir, qui est une méthode de rééducation du membre supérieur. Ces étude vont être soumises à un travail minutieux de traitement du signal, pour cela une collaboration avec le pôle mathématiques de l'UFR ST sera établie. Enfin les résultats obtenus devraient améliorer les connaissances sur les mécanismes cérébraux de la motricité du membre supérieur.

Stroke frequently leads to a motor deficit in the upper limb, and patients often keep deficit at long term. Rehabilitation is very important in the management of this deficit. There are many rehabilitation techniques and there is a lack of scientific evidence to establish the superiority of one over the other. In order to optimize rehabilitative care, it is essential to understand the mechanisms of neuroplasticity that govern recovery. This requires being able to explore cortical activity during the performance of motor and rehabilitation tasks. The objective of this thesis is to improve knowledge about neuroplasticity. For that we will study, in healthy subjects, the cerebral activation according to different modalities of motor tasks or rehabilitation. To explore these modalities we are going to use a fast-growing imaging method: functional near infrared spectroscopy (fNIRS). This technique measure hemodynamic variations in the cortex, thus providing information on the underlying cortical activity. It allows measurements to be carried out in an ecological environment and is therefore perfectly suited to the study of motor skills. Three studies are planned for this thesis: The Counirs study in which we will explore brain activation during right hand and shoulder movements in right-handed subjects. The Lateralinirs study in which we will explore the impact of laterality on brain activation during hand movements. The ARTHEMIRS study in which we will explore brain activation during different modalities of mirror therapy, which is an upper limb method of rehabilitation. These studies will be subjected to a meticulous work of signal processing, for this a collaboration with the department of mathematics of the UFR ST will be established. Finally, the results obtained should improve knowledge of the cerebral mechanisms of motor skills in the upper limb.