Cours 9: plasticité Flashcards
Décrit le cortex moteur (3) et prémoteur (4)
•Cortex moteur primaire (M1):
•Origine de la majorité des
projections corticospinales (35%)
•Chez certains primates, les connections corticospinales peuvent être en contact direct avec les motoneurones = mouvements indépendants des doigts
•Déficits moteurs importants si cette aire est atteinte
•Aires prémotrices: •Elles ont aussi des projections corticospinales (40% / 6) - Elles ont des projections corticospinales - Interconnectées avec M1 - Impliquées dans la production des mouvements
• Ces aires sont donc de bonnes
candidates pour supporter la
récupération des fonctions
motrices
Décrit S1 (2)
•Projections corticospinales (11%)
projections + aux niveaux de la corne dorsale, pas projections sur MN mais sont quand même cortico spin, pour fare nouvelles connections ya pas bcp besoin de reformation axonale
•Dans la zone intermédiaire et corne dorsale = pas sur les motoneurones mais d’avantage sur les inputs sensoriels
Comment on utilise l’ICMS pour l’étude du cortex moteur?
Craniotomie en aigue, enlève os et dure mère
Prend photo vx sanguins, ceci demeurent relativement la même dans le temps, peut metttre électrode à une place jour 1 et mois + tard peut mettre électrode à la même place en se référant aux vx
Desc jusqu’à dentité min pour observer mvmt évoqué, fait cartes en identifiant mvmts évoqués grâce à stim min pour avoir mvmt à 50% des trains, très difficile chirurgicalement mais analyses sont faciles
Distance entre pts, quand déplace électrode, a diff mvmts, ya grande flexibilité aux patrons de connexion, quand stim une place et regarde output, ya décharges dans +ieurs muscles, mais les pts sont pas connectés à n’importe quoi
Quand mvmt précis doigts à une place stim, ya +ieurs muscles, ya un syst d’inhibition locale qui fait que même si toutes connections existes, les connexions qu’on veut pas, on met de l’inhibition dessus
Quand on veut changer de mvmt, on a pas à faire reconnexion à chaque dfois qu’on veut faire un mvmt, on a uste à jouer sur l’inhibition loale
Quelle est l’organisation intrisèque de S1?
Tout est prévisible dans S1, syst parfait pour regarder plasticité, champs récept du bout des doigts sot tjrs rostral et ceux du bras sont tjrs caudaux donc peut faire variations et ensuite voir changements qui ont été faites dans S1
Trouve ou neurones déchargent, ensuite regarde étendue du champ récept et ensuite détermine pref de type de toucher
Touche endroit précis du doigt et neurone décharge, si touche ailleurs, neurone décharge pas mais si revient à même place que départ, neurone décharge encore, peut enregistrer signal, séparer le signal pour isoler neurones pour voir quels neurones font quoi
Comment se fait la réorganisation physiologique du cortex moteur et l’apprentissage chez le singe?
Tache simple, trous diff dia dans plaque et snge va chercher récompense dans diff trous, gros trou est facile, singe va répéter pcq est ffacile, petit trou est difficile, bcp + exigeant, si fait analyse comportementale, y’aura eut apprentissage
•Entraînement 1: pas d’augmentation de performance;
•Entraînement 2: augmentation de performance et apprentissage
•Les changements de cartes motrices sont présents seulement lorsqu’il y a un apprentissage moteur
Cortex bouge un peu, joue avec l’inhibition, si quantifie aire totale dédiée à la main, se passe pas grand chose entre baseline et entrainement 1, même aire corticale au final même si bouge dedans
quand fait mvmt difficile, ya apprentissage, refait carte, ça a bougé, ya nouvelles places qu’avaient pas de mvmts de la main et qui l’ont maintenant, si quantifie ya aug e l’aire corticale pde la main, y’avait aug de la demande de l’env donc aug l’air
Chez adulte, gains qui avaient eut ont dim si quantifie, représentation de la main s’est retractée
Fait réacqisition pour montrer que c’était possible, le cortex chez l’adulte est cstemment plastique
Si fait juste répétition mvmt de tâche facile vs bcp répétition tâche difficile et regarde qu’est-ce qui se passe dans M1, chaque animal est son propre contrôle pcq regarde avant et après dans même singe, regarde surface corticale impliquée dans les mvmts des doigts
Décrit la réorganisation chez l’humain lors d’entraînement
• Trouve l’emplacement qui provoque la stimulation optimale de l’abducteur court du pouce
• Quantifie les mouvements évoqués avec deux accéléromètres
miniatures: un flx-ext et
à l’autre abd-add
• Le seuil du mouvement: accélération de 0.09 m/s2 dans un des axes
• 30 min d’entraînement
• Il y a une réorganisation du output corticospinal
Demande sujets sains faire flexion aduction, trouve pt de output au muscle avec TMS, regarde intensité de contraction muscu évoqué, sujets font mvmt de répétition, mvmt causée par TMS est extension abduction, fait répétition mvmt pendant 30 min, après entrainement ont pris même spot et stim et région stim cause mvmt d’entrainement pcq inhibition locale a favorisé un mvmt lors de l’entrainement, traquilement ça revient vers ce que c’était au départ, ya très rapide réorganisation
Quelle est la réorganisation qui se passe avec l’apprentissage chez le rat?
• Un groupe qui fait une tâche avec un mouvement de préhension complexe et l’autre qui doit simplement pousser un levier
• Après 10 jours d’entraînement, il y a un apprentissage pour le groupe
avec mouvement de préhension
• Réorganisation du CFA chez les rats avec tâche complexe
• Dans les régions où il y a une
réorganisation physiologique, il y a aussi des changements anatomiques
Chez rongeur est + difficile faire tests à l’int d’un même animal donc font gr d’animaux
Un gr animal fait mvmts doigts pour chercher récompense et autre gr fait juste mvmt proximal en poussant sur levier
Fait gr pour compenser que peut pas faire sur un animal, fait gros grs
Après entrainement, quantifie représentation main, gr skilled a aug représentation doigts et main, un skilled, aug représentation muscles proximaux
Regarde à l’int cortex qu’avaient changements carte, ya changements physiologiques et anatomiques
Plasticité va très rapidement en jouant sur inhibition, si ya acquis importants que veut vrm garder, cause changements anato pour consolier changements physiologiques
Aug épaisseur cortex et aug nbre syn par neurone
Qu’est-ce que l’nteraction compétitive pour les représentations corticales?
• Chez le rat, des connexions existent entre la représentation des vibrisses et celle du bras
• Les projections de la représentation des vibrisses activent un contrôle GABAergique local
• Cette inhibition locale participe à la définition de l’étendue de la représentation physiologique du bras
• Si on injecte un antagoniste du récepteur GABAa dans la représentation du bras, ceci bloque l’inhibition GABAergique locale de la représentation du bras qui envahit alors la représentation des vibrisses
• Donc une réorganisation du réseau d’inhibition locale peut expliquer la réorganisation des représentations corticales et les changements des réponses neuronales
Qu’est-ce qui se passe au niveau cortical
Quand déplace l’électrode, ya bordures de représentation, c’est quoi le mécanisme qui fait qu’on peut donner + de cortex à une région tout d’un coup
Rat: bordure entre représentation avant bras et représentation vibrisse, rats balaient env avec vibrisse pour compenser manque de vision grande partie du cortex moteur est pour vibrisses, entre 2 représentations ya projections cortico corticales qui font excitation d’un syst d’inhibition locale, utilise inhibition locale pour freiner représentation avant bras, ya lutte cste entre représentations pour savoir size représentation cortex
Ont prouvé en injectant antagoniste GABA pour enlever capacité de représentation vibrisses de freinder expansion de l’avant bras et suite à injection, immédiatent, représentation avant bras envahit représentation vibrisse
Si enlève inhibition locale, l’autre représentation a pu de frein donc prend + de place
Si apprentissage, freine inhibition pour que régions puissent prendre + de place
Quelle est l’Interaction compétitive pour l’organisation anatomique?
• Le manque d’activité amène une diminution des ramifications des projections des neurones de l’oeil privé
• Donc des changements anatomiques sous-tendent aussi la diminution des réponses de l’oeil privé
Si veut garder changements qui ont té faites par dim de l’inhibition, fait reconstrictions anato, dim de complexité anato de régions qui ont été envahies
Quel est le mécanisme suggéré pour la validation des connexions synaptiques?
• Postulat de Hebb: When an axon of cell A is near enough to excite B and repeatedly or persistently takes part in firing it, some growth process or metabolic change takes place in one or both cells such that A’s efficiency, as one of the cells firing B, is increased
• Dans l’exemple, les inputs
thalamocorticaux de l’oeil gauche
amènent le neurone postsynaptique à décharger plus fréquemment que les inputs de l’oeil droit
• La corrélation de l’activité des inputs de l’oeil gauche et du neurone du cortex visuel renforce ces inputs
• Au contraire, la corrélation moindre des inputs thalamocorticaux de l’oeil droit affaiblit ces inputs qui sont
progressivement éliminés
Décrit la plasticité dans l’aire 3b de S1
•L’entraînement à une tâche de
discrimination tactile amène une
augmentation de la représentation
corticale du doigt impliqué
•La stimulation passive n’a pas
d’effet; l’attention et l’apprentissage sont nécessaires
pour la réorganisation
•Suite à une amputation, les
territoires adjacents envahissent
le cortex qui n’a plus d’afférences
Ya lien entre physiologie et anato, lien de nécessité, si a trouvé sltion efficace à demandes de l’env veut pas devoir le refaire à chaque fois donc refait anato pour garder
Mêmes choses prouvées dans S1, fait tache apprentissage toucher discriminatif, lorsque singe sent toucher, doit peser sur bouton, + répond vite, + tâche est grosse, donc singe porte attention à champs récept sur doigt spécifique donc aug perfrmance
Si prend carte avant, ,quantifie, fait entrainement, re refarge aire 3b, ya aug aire S1 du doigt qui était impliqué dans doigt
Peut avoir inverse si ya amputation ex fait exp ou tape doigts ensemble et regarde, aires de 2 doigts vont fusionner
Ou va trouver singe qu’a subit amputation, région de ce doigt dim va être envahit par autres doigts pcq on va pas avoir de régions pour accepter stim qui viennent jamais
Normalement homunculus avec représentation main à côté face et Si ya amputation représentation tronc envahit, peut avoir champs du tronc jusqu’à représentation de la face, peut pas expliquer ces changements sans avoir implications de changements anato, à cette époque était très contestée
•12 ans après une déafférentation du bras
•Expansion de la représentation du menton et des lèvres sur tout le territoire normalement réservé au bras
•Réorganisation sur une distance d’environ 10-14mm
•Difficilement explicable sans sprouting axonal
Quel est le Support pour la réorganisation anatomique suite à des lésions périphériques chez le singe adulte?
• Singes ayant subit des accidents à l’âge adulte puis ayant reçu une injection de traceur anatomique 1 à 10 ans plus tard.
• Le patron de connexions trouvé est très différent du patron normal
si injecte dans aire 1 du 2e doigt, mets traceur, regarde projections dans 3b, projections restent dans 2e doigt
Si amputation chez adulte, patron est complètement diff qui montre que ya changements anato en plus de physiologiques
Qu’est-ce qui arrive lors d’AVC?
• Les occlusions de l’artère
cérébrale moyenne (MCAo) sont les plus courantes
• Endommage souvent le cortex
sensorimoteur
• Les déficits résiduels à la main sont fréquents et se résorbent souvent mal (main parétique)
• Ils réduisent l’autonomie, la productivité et la qualité de vie
• Par contre, il y a une certaine
récupération qui se produit dans les semaines et les mois qui suivent la lésion main
Tous les patients ont une certaine récupération peu importe le déficit de départ, déficit majeur a prognostic plus sombre que personne avec moins pire déficit mais ya quand même récupération
Quels sont quelques hypothèses qui peuvent expliquer la récupération?
• Revirement de la diaschisis.
– Réduction temporaire de l’activité dans les structures interconnectées avec le site de la lésion
– Il y a ensuite un retour vers la normale de l’activité dans les jours et semaines suivant la lésion
– Il est donc possible que la récupération soit en partie une conséquence du revirement de la
diaschisis
• Compensation motrices.
– Utilisation du membre moins atteint
– Utilisation de stratégies compensatoires pour l’exécution de mouvements. Par exemple, se
servir de la flexion du tronc lors de mouvement d’atteinte
Plasticité compensatoire (vicariation of function)
– À la suite d’une lésion, il y a une réorganisation de l’activité dans l’aire atteinte pour compenser la perte des neurones
– Si l’aire est complètement détruite ou si le tissu restant est
insuffisant pour soutenir la fonction atteinte, d’autres régions éloignées peuvent se réorganiser, compenser et assumer cette fonction
Quels sont les Modèles animaux d’AVC?
Avantages de l’utilisation des modèles animaux
- Réorganisation dans le même sujet (comparaison avant et après)
- Lésions définies et similaires
- Organisation corticale comparable (singe)
tests within animals ont pu mieux montrer que ya plasticité chez adulte
Fait lésion à région spécifiques du cortex ex région de la main, électrocoagulation en surface pcq l’apport sanguin vient +/- 90° à surface et tue toutes couches corticales en desc
Immédiatement après lésion, partie cortex lésée est ou on voulait, refait cartes moins après pour voir organisation autour lésion et compare avant et après dans un même animal
