Soutenance de thèse de Penelope TILSLEY

La généralisation de l'adaptation sensorimotrice entre les membres, le transfert intermanuel, est un phénomène bien démontré chez l'homme, mais les mécanismes neurophysiologiques restent méconnus. Les modèles théoriques reposent sur un transfert interhémisphérique via le corps calleux. En particulier, un rôle clé de la partie médiane du corps calleux, reliant les aires motrices, motrices supplémentaires et prémotrices des deux hémisphères cérébraux a été proposé. Pour vérifier cette hypothèse, nous avons recruté deux patients victimes d'un accident vasculaire cérébral présentant des lésions récentes et étendues du corps calleux, y compris la partie médiane, et un patient présentant une agénésie complète du corps calleux. Les patients ont été testés avec un paradigme d'adaptation prismatique impliquant des mouvements de pointage, qui a permis d'évaluer le transfert intermanuel du bras dominant au bras non dominant (expérience 1) et du bras non dominant au bras dominant (expérience 2). Selon les modèles théoriques et des études récentes, notre hypothèse était que les patients présenteraient un déficit de transfert intermanuel du bras dominant au bras non dominant (expérience 1), mais pas nécessairement du bras non-dominant au bras dominant (expérience 2). Les résultats des deux expériences ont montré que les patients avaient une performance spatiale de pointage préservée dans les conditions non perturbées, et qu'ils étaient capables de s'adapter à la perturbation prismatique avec l'un ou l'autre bras. Nous avons constaté que 3/3 patients présentaient un transfert du bras dominant au bras non dominant (expérience 1), et que 2/3 des patients présentaient un transfert du bras non dominant au bras dominant (expérience 2). La quantité de transfert intermanuel pour chaque patient n'était pas significativement différente de celle des témoins. Ces résultats indiquent que les voies du corps calleux reliant les aires motrices, prémotrices et motrices supplémentaires ne sont pas nécessaires au transfert intermanuel de l'adaptation prismatique. Ce transfert entre les membres pourrait être médié par le splénium du corpus calleux, reliant les aires pariétales, les voies corticospinales ipsilatérales ou des structures sous-corticales telles que le cervelet.

Generalization of sensorimotor adaptation across limbs, known as interlimb transfer, is a well-demonstrated phenomenon in humans, yet the underlying neural mechanisms remain unclear. Theoretical models suggest that interlimb transfer is mediated by interhemispheric transfer via the corpus callosum. In particular, research has suggested a key role of the corpus callosum midbody, connecting motor, supplementary motor and premotor areas of the two cerebral hemispheres. To test this, we recruited two rare stroke patients with recent, extensive callosal lesions including the midbody and one patient with complete agenesis. Patients were tested on a prismatic adaptation paradigm involving unconstrained arm reaching movements, which assessed interlimb transfer from dominant arm to non-dominant arm (experiment 1) and from non-dominant arm to dominant arm (experiment 2). According to theoretical models and recent literature, we hypothesised that patients would show impaired interlimb transfer from dominant to non-dominant arm (experiment 1), but not necessarily from non-dominant to dominant arm (experiment 2). Results across both experiments showed that the patients had preserved spatial reaching performance in baseline, non-perturbed conditions and were able to adapt to the prismatic perturbation with either arm. Crucially, we found that 3/3 patients showed interlimb transfer from dominant to non-dominant arm (experiment 1), and 2/3 patients showed interlimb transfer from non-dominant to dominant arm (experiment 2). The magnitude of interlimb transfer for each patient did not significantly differ from controls. These findings indicate that callosal pathways connecting motor, premotor and supplementary motor areas are not necessary for interlimb transfer of prismatic reach adaptation. Such interlimb transfer could be mediated by transcallosal splenium pathways connecting parietal areas, ipsilateral descending cortico-spinal pathways or subcortical pathways such as the cerebellum.