Troubles moteurs consécutifs à une lésion centrale: manifestations et interventions

Troubles moteurs consécutifs à une lésion centrale: manifestations et interventions Jessica Tallet Pôle Sport bureau 207 tallet@cict.fr I. Introduction - Rappels

1. Origines

Tétraparésie ou tétraplégie si lésion au dessus de 7 ème cervicale

Paraparésie ou paraplégie si lésion au dessous de 7 ème cervicale

Scans IRM d un patient ayant fait un AVC destruction du territoire irrigué par l'artère cérébrale postérieure droite Cortex frontal Scissure de Rolando ou Scissure de Sylvius Cortex occipital Cortex temporal

Scans IRM d un patient atteint de SEP

Scans IRM révélant une tumeur 2. Symptômes moteurs

Lésions supra-spinale Signes négatifs Signes positifs Réflexe bicipital : C5,(C6) Réflexe stylo-radial ou supinateur : C6 Réflexe tricipital : C7

Réflexe rotulien : L4, L3 Réflexe achilléen : S1 Lésions spinales (médullaires) Signes négatifs Signes positifs

Syndrome extra-pyramidal (maladie de Parkinson) Rigidité # spasticité II. La spasticité: symptôme commun après lésion spinale et pyramidale

Définition(s) Topographie Caractéristiques Physiopathologie Retentissements fonctionnels Modérateurs Evaluation 1. Définitions LANCE (1980) : "Spasticity is a motor disorder characterized by a velocity-dependent increase in tonic stretch reflexes (muscle tone) with exaggerated tendon jerks, resulting from hyperexcitability of the stretch reflex, as one component of the upper motor neuron syndrome DELWAIDE (1993) : " Spasticity is a motor disorder characterized by brisk tendon jerks (sometimes accompagnied by clonus) and a velocity-dependent elastic muscle hypertonia during stretch, affecting certain muscle groups preferentially. It results from hyperexcitability of the Ia pathways to motor neurons combined with abnormal processing at the spinal cord level of other peripheral afferents inputs (tonic stretch reflex) etc

2. Topographie Epaule: adduction / rotation interne Coude: flexion Poignet: flexion / pronation Doigts: variable

Hanche: Adduction + Flexion Genou: déficit de flexion Pied: varus équin Griffe d orteils Vitesse dépendance 3. Caractéristiques Dépendance négative vis à vis de la longueur musculaire (phénomène de lame de canif) Interfère avec l activité volontaire Fatigabilité Douleur Variabilité

4. Physiopathologie Faisceau pyramidal Racine dorsale Ganglion spinal (neurone sensitif périphérique) Faisceau spinothalamique Corne antérieure (motoneurone) Racine ventrale 4.1. Réflexe myoatique Les FNM donnent naissances activent les fibres afférentes sensorielles (Ia et II) qui font synapse directe avec les motoneurones a innervant les extenseurs via les voies efférentes de la corne ventrale. L'étirement passif ou actif d'un muscle entraîne une contraction réflexe de celui-ci qui tend à rendre au muscle sa longueur initiale. Dépend de la vitesse et de l amplitude de l étirement.

4.2. Inhibition réciproque 1- Le marteau frappe le tendon du quadriceps. Activation des récepteurs à l étirement Le réflexe d extension de la jambe Les fibres afférentes sensorielles (Ia et II) activées font synapse dans la moelle épinière: -2B : directement avec les motoneurones α innervant les extenseurs. - 2B et 2C : indirectement en faisant synapse avec des interneurones inhibiteurs connectés aux motoneurones α des muscles antagonistes (fléchisseurs). 3A : Les motoneurones α déchargent et stimulent les extenseurs qui se contractent (Réflexe monosynaptique) 3B : Les fléchisseurs sont relaxés (silencieux) car les motoneurones α qui les innervent sont inhibés par des interneurones inhibiteurs (Réflexe disynaptique) 4 : l extension de la jambe L'excitation (contraction) des muscles agonistes s'accompagne d'une inhibition (relâchement) des muscles antagonistes limite la cocontraction. 4.3. régulations spinales et supra-spinales * Réflexe myoatique inverse Lorsque l étirement est trop brutal ou se prolonge, les OTG protègent le tendon d'un arrachement au niveau de ses jonctions myo- et ostéo-tendineuse. Dépend de la tension du muscle

Autres régulations spinales Motoneurone gamma Cellule de Renshaw Sous le contrôle des voies descendantes Action fusimotrice

- Cellule de Renshaw * Les voies cortico-spinales (pyramidales) Tiré de McGill

* Les voies extra-pyramidales (projection du TC vers la ME) Formation réticulée et ses relations avec les centres nerveux supérieurs. 1 : cortex moteur ; 2 : noyaux gris centraux ; 3 : cervelet ; 4 : formation réticulée inhibitrice ; 5 : formation réticulée excitatrice ; 6 : noyaux vestibulaires (d'après Richard et Orsal, 1994, p. 104).

Inhibiteur tonus Facilitateur tonus Formation réticulée et ses relations avec les centres nerveux supérieurs. 1 : cortex moteur ; 2 : noyaux gris centraux ; 3 : cervelet ; 4 : formation réticulée inhibitrice ; 5 : formation réticulée excitatrice ; 6 : noyaux vestibulaires (d'après Richard et Orsal, 1994, p. 104).

5. Retentissements fonctionnels Motricité volontaire du membre supérieur du membre inférieur + complications 6. Modérateurs Facteurs intrinsèques variabilité inter-individuelle variabilité intra-individuelle Facteurs extrinsèques : circonstances

7. Evaluation des fonctions motrices Fonction Activité Participation D. BEN SMAÏL, C. KIEFER, B. BUSSEL Neurochirurgie, 2003, 49, n 2-3, 190-198 La vitesse d étirement n est pas prise en compte!

Grasp and Release (Hoffer, 1979)

Examen de la marche: recurvatum du genou? Echelle de Bartel (/100pts)

Problème de corrélation entre les mesures des fonctions, activités et participation Blanchard-Dauphin et al., 2001

III. Evolution des troubles moteurs après lésion centrale 1. Evolution spontanée des troubles moteurs Manifestations Mécanismes sous-jacents Facteurs d influence

A. Manifestations Romy-Brami et coll. (1997; 2003) Sujets Tâche Mesure Résultats: groupe contrôle: saisie de bas en haut, peu de déplacement de l acromion Romy-Brami et coll. (1997)

Résultats: groupe de patients hémiparétiques 1. Patient présentant un déficit important, surtout proximal: stratégie de glissement pour approcher l objet, déplacement +++ de l acromion Romy-Brami et coll. (1997) 2. Patient présentant une déficience à prédominance distale: stratégie de saisie de haut en bas, déplacement +++ de l acromion Romy-Brami et coll. (1997)

Suivi longitudinal Romy-Brami et coll. (2003) Variabilité inter-individuelle Soit Restauration (complète ou modérée) Soit Compensation = stratégies comportementales n impliquant pas le membre paralysé dans l action (Fisher et Sullivan, 2001) Ici: Antéflexion du tronc exagérée = exploitation de la redondance anatomique B. Mécanismes sous-jacents Plasticité cérébrale!

Premières évidences: Remodelage des cartes somesthésiques chez le singe adulte après infarctus focal (ischémie) entraînant une lésion corticale de l aire 3b de S1 détruisant tout le secteur de représentation d'un doigt A/ disparition des activités, spontanées et évoquées, des neurones de la zone ischémiée B/ quelques semaines + tard, remodelages substantiels dans les régions de représentation cutanée situées en bordure de la lésion D après Xerri, 1998

Modèle explicatif = phénomène de «remodelage dans les zones adjacentes» Lésion Effets immédiats: zone silencieuse autour de la zone corticale lésée Quelques heures après la lésion : extension progressive de la zone silencieuse Effets à long terme : dégénérescence des neurones restreinte à la zone lésée (mort cellulaire) Effets à plus long terme : extension des zones saines D après Xerri, 1998 Plasticité après AVC chez l humain: - Variabilité inter-individuelle - Processus relativement lent qui peut durer plusieurs mois intérêt des études longitudinales : suivi évolutif des réorganisations au cours du temps au lieu d un seul examen

Suivi longitudinal des activations cérébrales au cours de la récupération chez l humain Feydy et al. (2002, Stroke) Sujets Tâche Mesure Chez les sujets valides: activation limitée à l'aire motrice primaire M1 Zone corticale impliquée dans la réponse motrice de la main gauche. Test T de différence statistique entre les acquisitions avec activation motrice de la main gauche versus celle de la main droite.

Chez les patients hémiparétiques: 2 schémas d'activation Focalisation initiale Feydy et al., 2002

Focalisation progressive Feydy et al., 2002 Schéma de focalisation: L'activité cérébrale se focalise, d'emblée ou secondairement sur l'aire motrice primaire. Comportement: type restauration

Phénomène retrouvé dans d autres études longitudinales Marshall et al. (2000, Stroke) : suivi de 8 patients avec 2 IRMf successives Calautti et al. (2001, Stroke) : suivi de 5 patients avec 2 TEP successives Réorganisation bi-hémisphérique : durant le mouvement de la main déficitaire, - Activations du cortex moteur primaire controlatéral - Activations diffuses du cortex moteur primaire ipsilatéral, aires prémotrices, AMS, cortex pariétal - Augmentation du ratio de l activation du cortex moteur primaire controlatérale / ipsilatérale, parallèlement à la récupération motrice Recrutement Feydy et al., 2002

Schéma de recrutement: Extension de l'activation à d'autres aires motrices corticales, en particulier - l'aire motrice primaire ipsilatérale, l'aire motrice supplémentaire et le cortex frontal prémoteur et pariétal supérieur - Controlatérales et ipsilatérales Comportement: type compensation Résumé: Activation de l aire motrice primaire +++ dans la récupération Hypothèse: Schéma de focalisation récupération par restauration Schéma de recrutement récupération par compensation

pas de lien récupération pattern d activation Feydy et Burnod, 2002 C. Facteurs influençant la récupération fonctionnelle spontanée Schéma d activation cérébrale: non (Feydy & al., 2002) Index de latéralité: oui (Ward et al 2003 Brain; Cramer et al. 1997 Stroke; Marshall et al. 2000 Stroke; Jang et al. 2003 NeuroReport; Carrey, 2002 Brain; Pineiro et al. 2002 Stroke) Taille de la lésion: non (Feydy & al., 2002) Topographie de la lésion: Lésion de M1 (M1normal/M1lésé): Non (Feydy et al. 2002) Oui (Fries et al. 1993 Brain; Binkosfski et al. 1996 Ann Neurol) Intégrité des voies cortico-spinales (TMS) : Non (Feydy & al, 2002) Oui (Ward et al., 2005 Brain) Intégrité des tissus autour de la lésion: oui (Desmurget, Bonnetblanc, Duffau, 2007)

TMS: Intégrité des voies descendantes Excitabilité = «responsiveness» à la stimulation Stimulation des populations de neurones du cortex moteur au niveau de la main Transmission dans les voies descendantes Activité électrique dans le muscle, détectable par EMG (Potentiel évoqué moteur, PEM) Autres facteurs: intrinsèques Kennard (1936) + présence de troubles associés; personnalité antérieure du patient ; motivation à récupérer; prise de conscience des troubles etc. (Lacour, 2004)

Mais il existe également des facteurs environnementaux susceptibles de modifier la rapidité et la qualité de la récupération fonctionnelle rôle de l intervention 2. Interventions

PEC de A. Traitements médicamenteux - La spasticité - La douleur B. Réhabilitation Quand? Quoi/Comment?

Quand? 6m 1an1/2 2ans1/2 Quoi/Comment? - Méthodes classiques - Nouvelles approches

Approches classiques: Bobath, Brunnstrom La spasticité est désignée comme responsable de toutes les incapacités But : réduire la spasticité Technique de facilitation et d inhibition neuromusculaire Tout exercice de renforcement musculaire ou de réentrainement à l effort n est pas conseillé pour ne pas accentuer la spasticité Approche bottom-up vs top-down (Perfetti: stimuler les fonctions cognitives pour restaurer les fonctions motrices) - Limites - Paci 2003: pas de validation scientifique - + débat spasticité gênante / spasticité utile Nouvelles approches : But: prévention secondaire et tertiaire Principes: La récupération doit optimiser la plasticité cérébrale. Donc, il faut mettre en place un entrainement intensif mettant en jeu au maximum les fonctions déficientes (et non les compensations).

Il faut entrainer la fonction et elle-même MARCHE: ENTRAINEMENT SUR TAPIS ROULANT (Taub 1993 Arch Phys Med diapo suivante) - RENFORCEMENT MUSCULAIRE MEMBRE SUPERIEUR: CONSTRAINT-INDUCED THERAPY basée sur le concept de «learned-disuse» (Taub 1993 Arch Phys Med; Taub 2003 J Rehabil Med; Morris et Taub 2001 Top Stroke Rehabil; 1996; Nudo et al Science) - ELECTROSTIMULATION MUSCULAIRE - Electrodes de surface (e.g., Bolton et al. 2004, J NeuroSci) - Assistée / robot (Volpe et al 2000 Neurology ; Fasoli et al 2003 Arch Phys Med Rea) -TMS (Mansur et al 2005 Neurology ; Khedr et al 2005 Neurology ; Fregni et al., 2006 Stroke) Efficacité de la marche en suspension chez l hémiplégique et le blessé médullaire Taub : 1993 Arch Phys Med : «La meilleure rééducation d une tâche c est la tâche elle-même»

Le réapprentissage est la base de la récupération (motrice et cognitive): application des principes issus des théories de l apprentissage APPRENTISSAGE ORIENTE SUR LA TACHE (voir Krakauer 2006 Current Opinion in Neurology) Répétition Utilisation des feedbacks Organisation de la pratique interférence contextuelle Focus attentionnel Etc. Il faut stimuler la relation étroite qui existe entre le système moteur et les systèmes sensoriels IMAGERIE MENTALE (Liu et al. 2004 Arch Phys Med Rehabil) THERAPIE EN MIROIR (Stevens et al. 2003; 2004) BIOFEEDBACK - APPRENTISSAGE PAR OBSERVATION (Giraud et al., 2003; Heller et al 2005 Ann Read Med Phys)

«mirror therapy is intended to facilitate movement through the practice of bilateral, symmetrical activities even though during the intervention the impaired upper extremity is actually hidden behind the mirror.» (Stevens et al. 2004 Top Stroke Rehabil) The patient is a 63-year-old male who suffered right hemisphere, posterior internal capsule stroke that resulted in chronic left-side paresis. Stevens et al., 2004

The participant completed a 3-week course of mental simulation intervention, comprised of 1- hour visits to the laboratory three times a week. - 20 min imagery of the left hand movement at various speeds - 35 min bilateral traning Stevens et al., 2004

L intervention doit s appuyer sur les principes de fonctionnement du SNC ACTIVITES (PHYSIQUES, SOCIALES ) VOLONTAIRES Effets de l expérience sensorimotrice Milieu enrichi et plasticité post-lésionnelle chez l animal (Kelche & Will, 1978) + activité physique VOLONTAIRE!

Cartes corticales des rats (Zennou-Azogui & Xerri, 2002) zones Suite à la lésion, les rats adultes placés en milieu enrichi ont de meilleures performances comportementales (apprentissage de labyrinthes) ne démontrent pas de dont l activité spontanée diminue Will, Rosenzweig & Bennett (1976) Résultats généralisés à - rats de souches différentes, - des deux sexes, - avec des lésions corticales de tailles différentes + effets similaires si la lésion est réalisée chez le rat jeune (à j5) ou adulte (j25)

MAIS L effet de l environnement semble dépendre de l'aire endommagée. Les expériences précédentes avaient comme point commun d'impliquer le système hippocampique. D autres études ont montré que l'élevage en milieu enrichi ne modifie pas les performances de rats dans un test de discrimination visuelle après ablation du cortex visuel. C est également le cas lors de lésions du cortex somatosensoriel : pas d'amélioration de tâches d'apprentissage tactile. Généralisation à l humain? La récupération fonctionnelle est favorisée par la motricité volontaire (Nelles et al., 2001, Neuroimage; Lynskey et al. 2008 JRRD)

Etudes avec groupe témoin Etudes comparant l efficacité des différents modes d intervention Les approches classiques sont peu efficaces (e.g., Paci, 2003, J Rehab Med; Boudewijn et al., 2009 Stroke)