Behavioural, neurophysiological and neuropsychological correlates of mirror movements in the healthy subject and brain-injured patient

Les mouvements bimanuels symétriques représentent le comportement coordonné par défaut du système nerveux central. Ainsi, l'exécution de tâches motrices strictement unimanuelles nécessite un réseau cérébral capable de limiter la production de mouvements bimanuels symétriques. Une altération ou un dysfonctionnement transitoire de ces circuits neuronaux peut alors conduire à l'apparition de mouvements miroirs (MM), qui sont définis comme des mouvements ou des contractions involontaires impliquant les muscles homologues controlatéraux à ceux du mouvement volontaire. Qu'ils soient particulièrement discrets chez l'adulte sain ou exacerbés dans différentes conditions pathologiques, les MM semblent survenir de façon asymétrique entre les membres supérieurs droit et gauche. Néanmoins, les conditions d'apparition de cette asymétrie ainsi que les corrélats cérébraux associés restent à ce jour mal compris. Ainsi, les principaux objectifs de ce travail de thèse étaient de (1) rechercher les conditions d'apparition de l'asymétrie comportementale des MM chez l'adulte sain droitier et le patient cérébro-lésé, (2) investiguer les corrélats cérébraux moteurs, attentionnels et exécutifs de l'asymétrie comportementale des MM chez l'adulte sain droitier et (3) explorer l'existence d'un lien entre les fonctions attentionnelles et exécutives et les MM chez l'adulte sain et le patient cérébro-lésé. Pour ce faire, nous avons adopté une approche multimodale incluant des investigations au niveau comportemental, neurophysiologique et neuropsychologique. Nos résultats révèlent que l'asymétrie comportementale des MM dépend du type de tâche réalisé (niveau de force et aspect rythmique de la tâche unimanuelle) et mettent en évidence une asymétrie cérébrale avec des activations ipsilatérales motrices plus importantes lors d'un mouvement unimanuel gauche qu'un mouvement unimanuel droit chez l'adulte sain droitier. Une majoration des activations attentionnelles et exécutives a également été observée chez l'adulte sain lors d'une tâche favorisant l'apparition asymétrique des MM. Enfin, une évaluation neuropsychologique nous a permis de mettre en évidence l'existence d'un lien entre le degré de contrôle exécutif et l'apparition des MM des adultes sains et des patients cérébro-lésés. [...]Symmetrical bimanual movements represent the default coordinated behavior of the central nervous system. Thus, execution of strictly unimanual motor tasks requires a cerebral network that can limit symmetrical bimanual movements. Transient alteration or dysfunction of these neural circuits can lead to mirror movements (MM), which are defined as involuntary movements or contractions occurring in homologous muscles contralateral to voluntary movements. Particularly discreet in healthy adults or exacerbated in different pathological conditions, MM seem to be asymmetric between the right and left upper limbs. Nevertheless, the conditions under which this asymmetry occurs and the associated brain correlates remain poorly understood. Thus, the main objectives of this thesis were to (1) investigate the conditions under which behavioural asymmetry of MM appears in right-handed healthy adults and brain-injured patients, (2) investigate the motor, attentional and executive correlates of behavioural asymmetry of MM in right-handed healthy adults and (3) explore the link between attentional and executive functions and MM in healthy adults and brain-injured patients. For this purpose, we adopted a multimodal approach that includes behavioural, neurophysiological and neuropsychological investigations. Our results reveal that the behavioural asymmetry of MM depends on the type of task performed (strength level and rhythmic aspect of the unimanual task) and highlight a cerebral asymmetry with greater ipsilateral motor activations during left unimanual movement than right unimanual movement in right-handed healthy adult. An increase in attentional and executive activations was also observed in healthy adults during a task involving asymmetric MM, and a neuropsychological evaluation revealed a link between the degree of executive control and MM in healthy adults and brain-injured patients. The overall results of this thesis suggest that the asymmetry of MM could reflect differences in cerebral functioning in the control of each limb. Finally, our results support the idea of increased involvement of cognitive processes in the regulation of voluntary and involuntary motor control