Performance motrice du membre supérieur: mécanismes neuronaux et applications cliniques

Pendant l’exécution du mouvement, la puissance spectrale électroencéphalographique (EEG) dans la bande bêta (15?29 Hz) diminue en amplitude. Ceci reflète l’excitabilité accrue des neurones dans les zones sensorimotrices. Ce phénomène est appelé désynchronisation bêta liée au mouvement (MRBD). En utilisant l’EEG, nous avons récemment démontré qu’un exercice intense pouvait améliorer la rétention de nouvelles habiletés motrices, ce qui était associé à une diminution significative du MRBD mesuré lors d’une tâche de préhension. Nous aussi avons démontré que la puissance bêta au repos dans les zones sensorimotrices était plus élevée chez les adultes plus âgés, résultats similaires précédemment rapportés chez les patients ayant souffert d’un accident vasculaire cérébral (AVC), et qu’un MRBD plus élevé était associé à de moins bonnes performances motrices. Cela suggère que la modulation spécifique de certains aspects de l’activité cérébrale tels que le MRBD, pourrait améliorer l’apprentissage et la performance motrice, en particulier chez ceux présentant des patrons d’activité cérébrale anormaux.

L’utilisation de la stimulation cérébrale non invasive (NIBS) est considérée comme un outil thérapeutique de choix pour moduler l’excitabilité des neurones. En particulier, des protocoles de NIBS sont actuellement utilisés pour promouvoir la neuroplasticité dans le but de maximiser l’utilisation efficace des ressources cérébrales sous-jacentes à l’exécution de tâches motrices. Récemment, il a été démontré que la stimulation transcrânienne alternative directe (tACS) avait la capacité d’entraîner en ligne l’activité cérébrale. Cette technique a donc un meilleur potentiel en termes d’intervention thérapeutique pour restaurer/améliorer la fonction cérébrale par rapport à des formes plus traditionnelles de NIBS.

Dans ce contexte, le premier objectif de mon programme de recherche est de tester comment différents paramètres de stimulation influencent les ondes oscillatoires du cerveau et ce, sur différentes populations.  Le deuxième objectif est de développer un nouveau système de neurofeedback en boucle fermée qui permettra de moduler de façon spécifique l’activité cérébrale d’un individu à l’aide de la tACS basée sur le monitorage de l’activité EEG en temps réel. Nous émettons l’hypothèse que cela pourrait être obtenu en modulant le patron d’activation cérébrale (MRBD) vers des valeurs observées chez des sujets plus jeunes. La mise en ?uvre de cette technologie nécessite de tester différents algorithmes afin d’éliminer les artefacts dans le signal EEG induit par l’utilisation concomitante de la stimulation. Les résultats de cette étude contribueront au développement d’une nouvelle méthode de neurofeedback basée sur l’activité bêta du cerveau et fourniront une première preuve de concept selon laquelle le neurofeedback en boucle fermée peut promouvoir la performance motrice chez des sujets vieillissants. La normalisation de l’activité oscillatoire dans la gamme de fréquences bêta revêt un intérêt particulier car elle est anormalement élevée chez les individus présentant des troubles moteurs à la suite d’un AVC ou de la présence de la maladie de Parkinson.