La vision influence-t-elle notre cerveau ?
Une recherche sur la base neurale du contrôle visuo-moteur récompensée par le Prix Claire et Selma Kattenburg
Plusieurs zones composent notre cerveau, avec chacune des fonctionnalités précises. Ces différentes zones communiquent et travaillent ensemble pour « exploiter » au mieux notre corps, nos idées, nos sentiments, etc. Mais lorsqu’une des zones ne fonctionne pas à 100%, dans le cas étudié le cortex visuel primaire (V1)*, cela peut-il avoir une influence sur le fonctionnement des autres zones ? Par exemple le cortex moteur primaire (M1), qui lui est responsable du mouvement ?
*Le cortex visuel primaire a pour mission de donner un sens aux signaux visuels venant des yeux. Il est responsable de transmettre ces informations aux autres zones du cerveau.
C’est sur cette question que se concentre la thèse de David Zeugin, chercheur au Laboratoire Sensori-Moteur (SeMoLa), dirigée par le Pr Silvio Ionta de la Fondation Asile des aveugles, et récent vainqueur du prix Claire et Selma Kattenburg. Ce prix récompense les initiatives cherchant à faire reculer les symptômes résultant d’une diminution de la vision ou à accompagner les personnes souffrant d’un handicap visuel.
La récolte de données, le nerf de la guerre
Maintenant que le postulat de base est posé, la question est la suivante. Comment la vision est-elle intégrée au niveau du cerveau et change ou influence le reste du cortex ?
La première étape de la recherche a été de créer une expérience capable d’interagir avec l’activité neurale des zones souhaitées et de trouver une manière de mesurer facilement les effets du changement d’activité du cerveau. C’est alors que la TMS (stimulation magnétique transcranienne) est apparue comme une évidence pour interagir le plus facilement avec l’activité neurale du cortex visuel primaire des participants de l’étude.
« Comme pour un fil électrique, nos nerfs transportent des courants et communiquent entre eux. Grâce à la TMS, il nous est possible d’exciter ou de calmer différentes zones du cerveau », nous précise David Zeugin.
Maintenant que l’on a défini la méthode, il est temps de passer aux tests. Pour cela, des bénévoles ont été sollicités pour participer à cette expérience. Ils sont alors plongés dans le noir pour ne pas influencer l’activité de leur cortex visuel. Il leur est ensuite demandé de serrer une petite balle en mousse dans la main, pour activer leur cortex moteur primaire (M1). Puis, on enregistre les contractions musculaires de la main générées par la stimulation magnétique du cortex moteur (M1) tout au long du processus.
Après cela, on procède à une inhibition du cortex visuel (on réduit son activité), grâce à la TMS. Puis, on enregistre à nouveau les contractions musculaires pour les comparer avec celles obtenues auparavant.
Résultats et application futur
Cette étude a permis par la suite de formuler trois principales observations.
Après la réduction de l’activité cérébrale du cortex visuel :
- 1. La puissance musculaire est réduite : la force mesurée dans les mouvements des participants est réduite par rapport aux premières mesures.
- 2. Le cortex moteur est moins réactif : le temps de réaction est prolongé, enchainer un mouvement prend plus de temps que d’habitude.
- 3. La finesse du mouvement est réduite.
On remarque ainsi que, lorsque cortex visuel primaire n’est plus actif comme à son habitude, la performance du cortex moteur est réduite.
Comment appliquer ces résultats pour améliorer le quotidien de personnes souffrant de basse-vision ?
« C’est encore à discuter avec le Pr Ionta, mon directeur de thèse, sourit David Zeugin. On avait déjà remarqué que des personnes malvoyantes avaient souvent des problèmes moteurs associés. Nous pensions que cela était uniquement dû à leur mauvaise vision. Cependant, ces problèmes pourraient découler d’une baisse d’activité cérébrale dans le cortex visuel en soi. », conclut David Zeugin.
La recherche menée par David Zeugin est passionnante et les résultats sont une base très importante pour être exploités dans l’avenir dans l’amélioration de l’entrainement de performance et de la neuro-réhabilitation.
Prof. Thomas J. Wolfensberger, Directeur Médical