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N.Tzourio-Mazoyer et GIN: main dominante et inhibition transcalleuse

la préférence manuelle serait-elle liée à la force d’inhibition venant du cortex moteur ?

Le 23 mars 2015

Between-hand difference in ipsilateral deactivation is associated with hand lateralization: fMRI mapping of 284 volunteers balanced for handedness.  N. Tzourio-Mazoyer *, L. Petit, L. Zago, F. Crivello , N. Vinuesa , M. Joliot , G. Jobard, E. Mellet and B. Mazoyer GIN UMR5296, CNRS CEA Université de Bordeaux, Bordeaux, France Frontiers in human Neuroscience Feb 6;9:5. doi: 10.3389/fnhum.2015.00005.

Chez les droitiers une augmentation du rythme des mouvements de la main droite (main dominante) provoque une légère augmentation de l’activité du cortex moteur primaire qui contrôle cette main et qui est situé dans l’hémisphère gauche. Mais ce qui est remarquable c’est que l’on observe également une forte augmentation de la désactivation du cortex moteur primaire qui contrôle la main gauche et qui est situé dans l'hémisphère droit. Autrement dit plus on bouge rapidement les doigts d'une main plus l’activité neuronale de la région qui contrôle l’autre main, qui ne bouge pas, chute jusqu'à devenir négative par rapport à une situation où le sujet ne bouge pas la main.


 En revanche, toujours chez les droitiers, lors d’un mouvement de la main gauche (main mineure) une augmentation de la fréquence des mouvements provoque une diminution plus faible de la désactivation du cortex moteur qui contrôle la main droite. Ces résultats, qui avaient été obtenus par Hayashi (2008) avec l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf), suggèrent que la préférence manuelle, c’est à dire le fait d’être droitier ou gaucher, est expliquée par la force des désactivations du cortex moteur contrôlant l’autre main et non pas par une activité plus forte du cortex moteur contrôlant une main donnée. En effet, la force de l’activité du cortex moteur primaire qui commande la main qui travaille est comparable que ce soit une main droite ou une main gauche.

Ces résultats soulevaient la question suivante : le fait de préférer une main serait-il en relation avec la force des désactivations dans le cortex moteur contrôlant la main mineure ? En d’autre terme la préférence manuelle serait-elle liée à la force d’inhibition venant du cortex moteur primaire plutôt qu’à la quantité d’activation de celui-ci au cours du mouvement? Les deux cortex moteurs primaires étant connectés par le corps calleux, cette observation suggère que le cortex moteur qui contrôle la main dominante envoie un message d’inhibition au cortex moteur de l’autre hémisphère qui est plus marqué lorsqu’il, s’agit de la main dominante.

Pour répondre à cette question il fallait étudier des sujets gauchers et comparer, pendant des mouvements de chacune des mains l’activité de chacun des cortex moteurs. C’est ce que nous avons fait en tirant parti de la BIL&GIN, une base de données dédiée à l’étude de la spécialisation hémisphérique (HS), et nous avons analysé les résultats de 284 témoins volontaires sains dont 142 gauchers, autant d’hommes que de femmes. Ceci nous a permis de confirmer les résultats d’Hayashi* chez les droitiers et d'observer que les gauchers présentaient une désactivation du cortex moteur contrôlant la main qui ne travaillait pas comparable pour les deux mains. Ceci est probablement en rapport avec le fait que les gauchers ont de relativement bonnes performances avec leur main droite, contrairement aux droitiers qui sont souvent très malhabiles avec leur main gauche. Nous avons également fait une analyse sur l’échantillon entier qui a montré que plus la différence de l'habileté manuelle pour les mains est forte, plus la différence dans la désactivation de la main qui ne travaille pas est importante. Ces résultats nous permettent de proposer que la différence de désactivation du cortex moteur opposé à celui qui contrôle la main qui travaille est un marqueur de la préférence manuelle en rapport avec la force de l'inhibition transcalleuse qui va du cortex qui contrôle la main préférée vers la main mineure.


 Figure 1 : Activation des régions motrices pendant un tâche de frappe avec l’index de la main droite et de la main gauche chez 284 sujets (142 droitiers et 142 gauchers). On note, qu’au même seuil statistique, il n’y a pas de différence d’activation entre les deux groupes. On remarque également l’activation du côté gauche pendant un mouvement de la main droite (en vert) et réciproquement du côté droit pour un mouvement de la main gauche (en rouge) correspondant au fait que le contrôle cérébral moteur est croisé par rapport à l’effecteur (la main). En bleu, les régions activées conjointement lors d'un mouvement de la main droite ou de la main gauche. Les lignes en pointillés indiquent les niveaux des coupes axiales présentées en dessous.

 

Figure 2 : Désactivation des régions motrices de la main qui ne travaille pas pendant une tâche de frappe avec l’index de la main droite et de la main gauche chez les 142 sujets droitiers et les 142 sujets gauchers. Les droitiers désactivent beaucoup plus lorsqu’ils travaillent avec leur main droite que lorsqu’ils utilisent leur main gauche. Les gauchers présentent des désactivations comparables pour la main droite ou la main gauche et plus fortes que celles observées chez les droitiers pendant un mouvement avec leur main mineure (gauche). L’unité représente la force de désactivation, c’est à dire de diminution du signal IRMf correspondant à l’activité neuronale pendant la tâche motrice par rapport à une période où les sujets ne bougent pas leur main.

 

*Hayashi,M.J.,Saito,D.N.,Aramaki,Y.,Asai,T.,Fujibayashi,Y.,andSadato, N. (2008). Hemispheric asymmetry of frequency-dependents uppressionin the ipsilateral primary motor cortex during finger movement: a functional magnetic resonance imaging study. Cereb.Cortex 18, 2932–2940.

Dr Nathalie TZOURIO-MAZOYER / mailto:nathalie.tzourio@u-bordeaux.fr / http://www.gin.cnrs.fr/
Dernière mise à jour le 24.03.2015

Activité neuronale

Activation : augmentation du signal mesuré en IRMf et qui correspond à une augmentation significative (évaluée par des tests statistiques) d’activité d’une région pendant une condition par rapport à une condition de référence (par exemple ici le mouvement de l’index par rapport à la condition ou le sujet ne bouge pas l’index).
 

 Désactivation: diminution du signal mesuré en IRMf et qui correspond à une diminution significative (évaluée par des tests statistiques) d’activité d’une région pendant une condition par rapport à une condition de référence. 


Le GINGROUPE D’IMAGERIE NEUROFONCTIONNELLE