Strokes Mix Up Brain And Muscle Coordination

De nombreux muscles sont impliqués et utilisent la coordination juste pour effectuer des actions simples comme prendre un stylo. Par exemple, les yeux et la tête doivent se tourner vers l'objet, la main doit tendre vers le stylo et les doigts doivent la prendre.
Cette coordination complexe des muscles est gérée comme une série de raccourcis dans le cortex moteur du cerveau pour rendre ces actions plus faciles à gérer. Plutôt que de contrôler chaque muscle séparément, les chercheurs croient que le cortex active ces muscles en groupes, appelés «synergies musculaires», et que diverses combinaisons de ces synergies existent pour permettre un large éventail de mouvements.
Selon une nouvelle étude du MIT en collaboration avec la Harvard Medical School et l’hôpital San Camillo de Venise, publiée dans le dernier numéro de Actes de l'Académie nationale des sciences, ces synergies musculaires sont activées de différentes manières après un AVC et que ces perturbations suivent des schémas particuliers en fonction de la gravité de l'AVC et du temps écoulé après l'AVC. L'auteur principal de l'étude, Emilio Bizzi, professeur à l'Institut du MIT, a déclaré que les résultats pourraient conduire à une meilleure rééducation des patients victimes d'un AVC et offrir une meilleure compréhension de la manière dont le cortex moteur coordonne les mouvements.
Bizzi, qui est membre de l'Institut McGovern pour la recherche sur le cerveau au MIT, a déclaré:

"Le cortex est responsable de l'apprentissage moteur et du contrôle du mouvement, nous voulons donc comprendre ce qui se passe là-bas. Comment le cortex traduit-il une idée pour passer à une série de commandes pour accomplir une tâche?"

Un bon moyen d'étudier les fonctions corticales motrices consiste à étudier comment ces schémas moteurs sont perturbés chez les patients ayant subi un AVC présentant des zones motrices endommagées. Bizzi et son équipe ont découvert pour la première fois en 2009 les synergies musculaires dans les bras des victimes d'AVC léger lorsqu'ils ont mesuré l'activité électrique dans chaque muscle au fur et à mesure que les patients bougeaient. L'équipe a utilisé un algorithme de factorisation spécialement conçu pour identifier les synergies musculaires caractéristiques dans les bras affectés et non affectés des victimes d'AVC.
Bizzi explique:

"Contrôler précisément chaque muscle nécessaire à la tâche serait très difficile. Ce que nous avons prouvé, c'est que le système nerveux central, lorsqu'il programme le mouvement, utilise ces modules. Au lieu d'activer simultanément 50 muscles pour une seule action , vous allez combiner quelques synergies pour atteindre cet objectif. "

Dans les deux études, la nouvelle et l’année 2009, l’équipe a démontré que les synergies dans les bras affectés des patients présentant un AVC léger dans le cortex sont très similaires à celles des bras non affectés, malgré différents modèles d’activation musculaire. Cela prouve que les synergies musculaires sont structurées au sein de la moelle épinière et que la course corticale modifie la capacité du cerveau à activer ces synergies dans les combinaisons appropriées.

La nouvelle étude a également révélé une tendance très différente chez ceux qui ont subi des AVC plus graves. Ils ont constaté que les synergies dans le bras affecté fusionnaient pour former un plus petit nombre de synergies plus importantes, tandis que dans un troisième groupe de victimes d'AVC dont l'AVC s'était produit plusieurs années auparavant, les synergies musculaires du bras affecté étaient divisées en fragments des synergies observées. le bras non affecté, un phénomène connu sous le nom de fractionnement.
Le fractionnement ne restaure pas les synergies avec ce qu’ils auraient été avant l’attaque, et l’auteur principal, Vincent Cheung, chercheur à l’Institut McGovern, remarque: «Ces fractionnements semblent être tout à fait nouveaux. des fragments pourraient être un moyen pour le système nerveux de s’adapter à la blessure, mais nous devons faire d’autres études pour le confirmer. "
L’équipe émet l’hypothèse que ces schémas de synergies qui sont déterminés à la fois par la gravité du déficit et le temps écoulé après l’accident vasculaire cérébral pourraient être utilisés comme marqueurs pour obtenir une description plus détaillée du statut altéré d’un patient. Cheung dit: "Chez certains patients, nous voyons un mélange de ces schémas. Vous pouvez donc avoir des patients sévères mais chroniques, par exemple, qui présentent à la fois une fusion et un fractionnement." La découverte pourrait également aider à concevoir des programmes de réadaptation plus ciblés. Sur la base de ces marqueurs, l’équipe du MIT collabore actuellement avec plusieurs hôpitaux afin de développer de nouveaux protocoles thérapeutiques.
Aux États-Unis, environ 700 000 personnes sont victimes d’accidents vasculaires cérébraux chaque année et, même si de nombreux programmes de réadaptation sont disponibles, selon Bizzi, choisir la meilleure méthode pour un individu relève davantage de l’art que de la médecine.
Il conclut:

"Il y a un grand besoin d'affiner les procédures actuelles de réadaptation en utilisant des principes issus de la recherche sur le cerveau la plus avancée. Il est très probable que différentes stratégies de rééducation devront être utilisées chez des patients ayant un type de marqueur versus un autre . "

Écrit par Petra Rattue