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Emmanuel Mellet dans Frontiers in Human Neuroscience

Main droite ou main gauche ? Asymétries du cortex moteur dans le jugement de latéralité de main en IRMf.

Le 5 janvier 2017

Cortical Asymmetries during Hand Laterality Task Vary with Hand Laterality: A fMRI Study in 295 Participants. Emmanuel Mellet, Bernard Mazoyer, Gaelle Leroux, Marc Joliot,and Nathalie Tzourio-Mazoyer. Frontiers in Human Neuroscience | www.frontiersin.org December 2016 | Volume 10 | Article 628

Groupe d’imagerie neurofonctionnelle de l’IMN, Bordeaux. L’apparente symétrie des deux hémisphères cérébraux cache une asymétrie fonctionnelle où chacun des hémisphères héberge préférentiellement certaines fonctions cognitives. Ce processus nommé spécialisation hémisphérique (SH) est au cœur de notre recherche.


 Devant une photographie de main comment décidez-vous qu’il s’agit d’une main droite ou d’une main gauche ?
Il est admis que ce jugement de latéralité s’appuie sur une simulation du mouvement de vos propres mains, une rotation mentale pour aligner votre main sur la main à identifier.

Nous démontrons pour la première fois que cette simulation mobilise le cortex moteur controlatéral à la main à identifier comme le mouvement réellement exécuté. Les processus qui nous permettent de juger de la latéralité d’une main s’appuient donc sur les mêmes asymétries hémisphériques fonctionnelles que la motricité, attestant du rôle des processus moteurs dans ce jugement.

Nous avons mesuré l’activité cérébrale de 295 participants dont 150 gauchers en imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) pendant qu’ils jugeaient de la latéralité de mains photographiées sous différents angles de rotation.

L’asymétrie des activations dans le cortex sensori-moteur dépend de la main à identifier.
Un premier résultat est que les régions motrices, prémotrices et pariétales droite sont plus sollicitées lorsque les participants identifient une main gauche. A l’inverse, ce sont les régions homologues gauches qui sont plus activées lorsqu’ils reconnaissent une main droite. Cette asymétrie est donc identique à celle du mouvement réellement effectué, pour lequel le cortex moteur droit mobilise l’hémicorps gauche et vice-versa. Notre résultat constitue une indication très convaincante que le jugement de latéralité s’appuie sur une simulation motrice.

Le cortex moteur primaire est impliqué dans le jugement de latéralité de mains.
Un second résultat est que la région pour laquelle ce pattern d’asymétrie est le plus significatif correspond à la partie du cortex moteur primaire qui code pour le mouvement de la main. Alors que l’implication du cortex primaire dans le jugement de latéralité reste débattue, notre résultat démontre sa participation, étayant encore la parenté entre la motricité et le jugement de latéralité.

Légende figure : Carte d’activation moyenne des sujets pendant la tâche de jugement de latéralité de main. En vert : régions plus activées par l’identification d’une main droite que d’une main gauche. En rouge : régions plus activées par une main droite que par main gauche. La ligne pointillée jaune indique le sillon de Rolando au niveau de son genou, siège de la représentation motrice primaire de la main. L : gauche, R : droite

Figure legend: averaged activation maps during the hand laterality judgement task. Green: regions more activated by the identification of a right hand than a left hand. Red: regions more activated by a left hand than a right hand. The yellow dotted line indicates the Rolandic sulcus at the level of its genu, where lies the hand motor representation. L: left, R: right



Pas de différence entre droitiers et gauchers dans le cortex moteur
Le troisième résultat est que la préférence manuelle n’a pas d’effet sur l’asymétrie des activations dans les régions motrices : que l’on soit gaucher ou droitier, l’asymétrie des activations ne dépend que de la latéralité de la main présentée, qu’elle corresponde ou non à la main dominante du participant. Ici encore, ce dernier résultat se conforme à ceux que nous avons récemment publiés dans le domaine de la motricité : le niveau d’activation dans le cortex moteur controlatéral à la main que l’on bouge est identique chez les gauchers et les droitiers.

Implications cliniques
La similitude fonctionnelle cérébral entre mouvement exécuté et jugement de latéralité de main valide la proposition d’inclure la simulation mentale de mouvement dans la stratégie thérapeutique des programmes de rééducation motrice. Dans ce contexte, le jugement de latéralité de main, facile à mettre en œuvre, pourrait constituer une alternative intéressante au mouvement exécuté.


Right hand or left hand? Asymmetries of the motor cortex during the lateral judgment in fMRI. 


In front of a photograph of hand, how do you decide that it depicts a right hand or a left hand? It is admitted that this judgment of laterality relies on a simulation of movement of your own hands, a mental rotation to align your hand on the hand to be identified. We demonstrate for the first time that this simulation mobilizes the motor cortex contralateral to the hand to identify. It thus exhibit the same asymmetries that the movement actually performed, confirming the involvement of motor processes in this judgment. Using functional magnetic resonance imaging (fMRI), we measured the brain activity in 295 participants, including 150 left-handers while they judged the laterality of hands’ pictures with different orientations.

Asymmetry of activation in the sensori-motor cortex depends on the hand to be identify
A first result is that the right motor, premotor and parietal regions are more activated when participants identify a left hand. Conversely, the left homologous regions are more activated when they recognize a right hand. This asymmetry is therefore identical to that of the movement actually performed, for which the right motor cortex mobilizes the left hemicorps and vice versa. Our result is a very convincing indication that laterality judgment is based on motor simulation. Primary motor cortex is involved in the hand laterality judgment A second result is that the region for which this pattern of asymmetry is most significant corresponds to the part of the primary motor cortex that codes for the hand movement. While the involvement of the primary cortex in lateral judgment is debated, our result demonstrates its participation. This stresses further the similarity between actual movement and laterality judgment.

No difference between left- and right-handers in the motor cortex
The third result is that the manual preference has no effect on the asymmetry of the activations in the motor cortex: whether one is left-handed or right-handed, the asymmetry of the activations depends only on the laterality of presented the hand, Whether or not it corresponds to the dominant hand of the participant. Here again, this last result conforms to what is observed in the actual movement: the level of activation in the hand contralateral motor cortex that is moved is identical in the left and right handers.

Clinical implications
The cerebral functional similarity between movement performed and hand laterality judgment validates the proposal to include the mental simulation of movement in the therapeutic strategy of motor rehabilitation programs. In this context, the lateral hand judgment, easy to implement, could be an interesting alternative to the executed movement



Emmanuel Mellet , MD , PhD, IMN , Groupe GIN, CEA, CNRS (emmanuel.mellet @ u-bordeaux.fr)
Dernière mise à jour le 13.04.2017