r e v u e n e u r o l o g i q u e 1 6 4 s ( 2 0 0 8 ) a 1 8 8 – a 1 9 1

Disponib le en l igne sur www.sc iencedi rec t .com

Reunion interface Inserm–Societe francaise de neurologie

Reunion du jeudi 24 avril 2008

La conscience perceptive et ses perturbations dans la negli-

gence et l’extinction sensorielle : un modele des processus

implicites spatiaux

FARNE A.

INSERM, UMR-S 864, ESPACE ET ACTION, UNIVERSITE CLAUDE-

BERNARD–LYON-I ET HOSPICES CIVILS DE LYON, BRON, 69500

FRANCE

La negligence spatiale unilaterale est un desordre cognitif

spatial frequemment observe a la suite d’une lesion

hemispherique droite. Elle est caracterisee par une atteinte

du traitement conscient pour des evenements sensoriels

situes vers le cote de contralesionnel de l’espace (i.e., vers la

gauche), ainsi que par un deficit des comportements

d’exploration et des autres actions qui seraient normale-

ment orientees sur ce cote. Les patients negligents se

comportent comme si la moitie gauche de leur monde

n’existe plus. Dans l’extinction sensorielle, parfois consi-

deree une forme mineure de negligence, les stimuli

contralesionnels ne parviennent pas a la conscience lorsque

d’autres stimuli sont presentes simultanement du cote

ipsilesionnel droit.

De nombreuses etudes menees sur ces deficits de

conscience perceptive suggerent que des processus d’elabo-

ration implicites ont lieu concernant les stimuli qui ne

parviennent pas au niveau de la conscience, pouvant affecter

le comportement des patients inconsciemment. Une selec-

tion de ces etudes sera presentee pour differentes modalites

sensorielles et differents domaines cognitifs, du groupage

perceptif visuel a l’identification des connaissances seman-

tiques et/ou emotionnelles des stimuli « non percus ».

L’accent sera mis sur les approches comportementales et la

neuroimagerie fonctionnelle, qui ont permis de reveler que

l’elaboration residuelle est en accord avec la preservation des

entrees sensorielles primaires, par rapport a la lesion

cerebrale, ainsi soulignant le role joue par le cortex parietal

0035-3787/$ – see front matter # 2008 Publie par Elsevier Masson SAdoi:10.1016/j.neurol.2008.02.014

dans le codage multisensoriel des perceptions consciente et

inconsciente.

Electrophysiologie de la conscience

FISCHER C.a, MORLET D.b

a SERVICE DE NEUROLOGIE FONCTIONNELLE, HOPITAL NEURO-

LOGIQUE DE LYON, 69677 BRON CEDEX, FRANCEb U821, INSERM, CHS LE VINATIER, 69500 BRON, FRANCE

Les examens electrophysiologiques permettent d’evaluer le

fonctionnement cerebral avec une precision de l’ordre de la

milliseconde. L’evaluation fonctionnelle et le pronostic

d’eveil des patients comateux beneficient de l’enregistrement

des potentiels evoques sensoriels : les potentiels evoques

auditifs precoces ou de latence moyenne (PEAp et PEALM), et

les potentiels evoques somesthesiques (PES) qui evaluent le

tronc cerebral et les cortex sensoriels primaires. De facon plus

recente on enregistre les potentiels evoques cognitifs dans la

modalite auditive chez les patients comateux. Nous enregis-

trons d’une part la negativite de discordance (MMN) qui

evalue la memoire sensorielle et reflete le premier niveau de

traitement cognitif d’une information auditive et d’autre part

la composante P300 « novel » en reponse au propre prenom du

sujet insere de facon aleatoire dans la sequence de stimulus

sonores. Ces modalites ont prealablement fait l’objet d’une

validation en electrophysiologie et en PET Scan chez des

sujets en bonne sante. Lorsque la MMN ou la composante P300

sont presentes chez un patient comateux profond (score de

Glasgow ≤8) ou non communicant on peut penser que

l’environnement sonore du patient fait l’objet d’un traite-

ment cognitif chez ce patient. De plus chez certains patients

comateux la presence de P3b indique une representation

d’objet sonore analogue a ce qu’on peut enregistrer dans des

processus conscients. Ainsi, une presentation clinique

uniforme (coma profond avec Glasgow Coma score

≤8) peut recouvrir des etats fonctionnels cerebraux

divers allant de l’absence de reponse sensorielle primaire

a la presence de marqueurs electrophysiologiques de la

conscience.

S.

r e v u e n e u r o l o g i q u e 1 6 4 s ( 2 0 0 8 ) a 1 8 8 – a 1 9 1 A189

Imagerie fonctionnelle de la conscience

LAUREYS S., BOLY M.

COMA SCIENCE GROUP, CENTRE DE RECHERCHES DU CYCLO-

TRON ET SERVICE DE NEUROLOGIE, UNIVERSITE DE LIEGE,

BELGIQUE

L’objectif de notre recherche est d’accroıtre notre connais-

sance du fonctionnement cerebral residuel des patients qui

survivent a une atteinte traumatique ou hypoxique-ische-

mique severe du cerveau, mais restent en coma, en etat

vegetatif (VS), en etat de conscience minimale (MCS) ou en

locked-in syndrome (LIS). Ces patients posent, en effet, des

problemes diagnostiques, pronostiques et therapeutiques

majeurs. L’etude de tels patients est aussi susceptible

d’ameliorer notre connaissance de la conscience humaine.

Nous revoyons ici les travaux sur l’evaluation comportemen-

tale de la conscience, et les etudes electrophysiologiques et de

neuroimagerie fonctionnelle que nous avons realises chez ces

patients. Au terme de cette presentation, nous discutons les

aspects methodologiques et ethiques et les concepts de

niveaux de soins et de qualite de vie de ces patients non-

communicants.

Les patients qui survivent a une atteinte severe du cerveau

passent classiquement par differents stades cliniques avant

de recuperer partiellement ou completement la conscience. La

conscience a deux composantes : l’eveil et la conscience du

monde exterieur. Le patient comateux est non-eveillable et n’a

pas de conscience de son environnement. Le coma irreversible

peut, dans certains conditions, etre considere comme un etat

de mort cerebrale. Apres quelques jours ou semaines, le

patient en coma qui recupere va ouvrir les eux. Si cet « eveil »

est uniquement accompagne d’une activite motrice reflexe et

denuee de toute interaction volontaire avec l’environnement,

le patient est alors qualifie de « vegetatif ». L’etat vegetatif peut

etre un etat de transition vers la recuperation ou peut rester

chronique, voire irreversible. Des signes d’activite motrice

volontaire doivent etre activement recherches, car ils annon-

cent l’etat de conscience minimale. Les criteres definissant

cette derniere entite clinique n’ont ete definis qu’en 2002 par

Giacino et al. afin de sous-categoriser les patients sortis de

l’etat vegetatif, mais restant incapables de communiquer leur

pensee.

Evaluation comportementale de la conscience – L’evalua-

tion clinique de la conscience chez un patient non-commu-

niquant est intrinsequement difficile. Il a ete demontre

qu’environ un patient sur trois diagnostique comme

« vegetatif » est en realite conscient (discute dans Majerus

et al., 2005). Avant d’entreprendre une etude de neuroimagerie

ou d’electrophysiologie chez des patients cerebroleses, il est

primordial d’obtenir une evaluation clinique precise en

utilisant des echelles comportementales standardisees et

adaptees. Apres avoir valide des echelles cliniques speciale-

ment concues pour differentier VS de MCS telles le « Coma

Recovery Scale-Revised » (CRS-R, Giacino et al., 2004 ;

Schnakers et al., 2004). Nous avons demontre que plus d’un

quart des patients consideres comme vegetatifs sont en fait en

etat de conscience minimale si l’on se base sur une evaluation

rigoureuse par la CRS-R (Schnakers et al., 2006).

Etudes electrophysiologiques – L’index bispectral (BIS) est

une variable derivee de l’EEG qui varie de 0 (trace isoelectrique)

a 100 (« tout a fait conscient ») et a ete valide empiriquement

dans la quantification de la profondeur de l’anesthesie

generale. Nous avons evalue l’utilite d’un monitorage EEG-

BIS (comprenant le front de frequence spectrale, la puissance

totale, et l’electromyographie frontale spontanee) chez les

patients en coma et etats apparentes (Schnakers et al., 2005).

Les mesures BIS des 106 acquisitions EEG obtenues sans

sedation et sans artefact correlaient de maniere significative

avec le niveau de conscience evalue par le Glasgow Coma

Scale. Une valeur BIS de 50 differentiait les patients incons-

cients (coma ou VS) des patients conscients (MCS ou « locked-

in » syndrome) avec une sensibilite de 75 % et une specificite de

75 %. Nous poursuivons l’objectif d’ameliorer cette approche

par la mesure de l’entropie et de la complexite de l’EEG.

En utilisant la technique des potentiels evoques (PE), nous

avons examine la capacite du patient a detecter son propre

prenom – un stimulus autoreferentiel puissant qui saisit

l’attention. Dans une premiere etude EEG-TEP (tomographie a

emission de positons), nous avons demontre la faisabilite de

cette approche chez un patient MCS qui par la suite a recupere

(Laureys et al., 2004b). Nous avons ensuite analyse de maniere

prospective les PE obtenus chez 18 patients diagnostiques par

des evaluations CRS-R repetees comme VS, MCS et « locked-

in » (Perrin et al., 2006). A notre surprise, chez 3 des 5 patients

vegetatifs (bien documentes d’un point de vue comportemen-

tal et suivis pendant plus d’un an afin d’exclure toute

recuperation clinique), nous avons enregistre un potentiel

« P300 » en reponse a leur propre prenom alors que ce potentiel

n’etait pas obtenu lors de la presentation des autres prenoms.

Une reponse P300 ne reflete donc pas necessairement une

perception consciente et ne peut pas etre utilisee pour

differencier de maniere fiable VS versus MCS.

Neuroimagerie fonctionnelle – Notre equipe a etabli que la

relation entre le fonctionnement metabolique cerebral global

et la presence ou l’absence de conscience n’est pas absolue. En

effet, certaines regions cerebrales semblent plus importantes

que d’autres dans l’emergence de la conscience. En utilisant

des analyses statistiques « voxel par voxel » (SPM – statistical

parametric mapping), nous avons montre qu’un large reseau

fronto-parietal associatif est systematiquement dysfonction-

nel chez les patients inconscients (Laureys et al., 1999). Une

autre caracteristique des patients vegetatifs est la preserva-

tion metabolique du tronc cerebral (comprenant la formation

reticulee mesopontique), de l’hypothalamus et du telence-

phale basal expliquant le maintien des fonctions autonomes.

La conscience n’est pas exclusivement liee a l’activite

metabolique dans le « global workspace » ou « espace de

travail general » fronto-parietal (Baars et al., 2003), mais, et de

maniere aussi importante, a la connectivite fonctionnelle a

l’interieur d’un reseau comprenant le cortex et les thalami.

Des deconnexions cortico-corticales (entre les aires medianes-

posterieures et latero-frontales) et cortico-thalamo-corticales

(entre les noyaux thalamiques non-specifiques et les aires

medianes-posterieures) ont pu etre identifiees chez les patient

en VS (Laureys et al., 1999). En outre, la recuperation de l’etat

vegetatif est associee a une recuperation de l’integrite

fonctionnelle du reseau fronto-parietal (Laureys et al.,

2000b) et d’une partie de ses connexions cortico-thalamo-

corticales (Laureys et al., 2000d). Le precuneus et le cortex

cingulaire posterieur adjacent constituent un nœud critique

r e v u e n e u r o l o g i q u e 1 6 4 s ( 2 0 0 8 ) a 1 8 8 – a 1 9 1A190

dans ce reseau frontoparietal. Ces regions differencient le

mieux le VS du MCS, sont le plus atteintes chez le VS et

reprennent une activite metabolique proche de la normale

apres reprise de conscience. Une meta-analyse de 207 images

TEP obtenues en eveil et lors des differents stades de sommeil

ainsi qu’une re-analyse des donnees TEP obtenues en

anesthesie (Bonhomme et al., 2001), ont confirme leur role

capital dans ces etats d’inconscience physiologique (som-

meil) et pharmacologique (Vogt and Laureys, 2005). Nous

avons aussi caracterise la connectivite fonctionnelle d’une

partie de cette region mediane posterieure en confrontant des

donnees histologiques obtenus post-mortem avec des don-

nees in-vivo TEP obtenues chez 163 sujets sains (Vogt et al.,

2006).

En utilisant la TEP-H215O, nous avons etudie le traitement

cerebral de stimuli nociceptifs, auditifs et emotionnels en VS

et MCS. Chez 15 patients vegetatifs, notre groupe n’a trouve

aucun argument en faveur d’une activation en aval des aires

somatosensorielles primaires. Des analyses de connectivite

fonctionnelle ont demontre que l’activation residuelle corti-

cale primaire etait comme un ılot, dissocie des aires

hierarchiquement superieures considerees necessaires a la

perception consciente (Laureys et al., 2002). A l’oppose,

l’etendue et le niveau d’integration de l’activation cerebrale

induite par des stimuli nociceptifs chez 5 patients en MCS

sont susceptibles de refleter une perception sensitive et

affective comparable a celle observee chez les sujets sains

(Boly et al., 2004). Une stimulation auditive elementaire chez

des patients vegetatifs induisait une activation corticale

auditive primaire malgre l’effondrement massif de l’activite

metabolique mesuree au repos. Toutefois, l’identification

d’une cascade de deconnexions fonctionnelles tout au long

des voies auditives – des aires primaires aux aires multi-

modales, attentionelles et limbiques - suggere que la

persistance d’une integration cognitive est peu probable en

VS (Laureys et al., 2000a). Nous avons ensuite montre que,

compares a 15 patients VS, chez 5 patients MCS la connecti-

vite fonctionnelle est superieure entre les cortex auditifs et

les aires frontoparietales (Boly et al., 2004). En outre, chez le

patient en etat de conscience minimale, des stimuli auditifs

avec connotation emotionnelle (cris de nouveau-ne et le

propre prenom du patient) induisaient une activation

cerebrale beaucoup plus etendue qu’un bruit neutre. Le

traitement cognitif distinct objective par TEP (mais non

cliniquement reconnaissable au lit du patient) indique que le

contenu verbal a une importance quand on parle a un patient

MCS (Laureys et al., 2004b). Ces resultats ont ete repetes au

cours d’une etude en imagerie par resonance magnetique

fonctionnelle (IRMf) (Di et al., 2007). Finalement, en collabo-

ration avec Owen et al. (2006), nous avons propose un

nouveau paradigme d’IRMf (Boly et al., 2007) au cours duquel

on demande a des patients non-communiquants d’effectuer

des taches d’imagerie mentale a des moments precis au cours

de l’acquisition des donnees. Chez un seul patient

« vegetatif », une activation specifique a la consigne

demontrait sans la moindre equivoque un traitement

conscient de la commande en l’absence de tout signe

comportemental de conscience. L’examen clinique a demon-

tre que le patient etait ulterieurement devenu capable de

suivre du regard, temoignant de l’evolution clinique vers

l’etat de conscience minimale.

Critiques methodologiques, ethique et qualite de vie –

Pour finir, nous soulignons les difficultes rencontrees lors de

l’acquisition, l’analyse et l’interpretation des etudes en

neuroimagerie fonctionnelle, EEG et potentiels evoques

chez les patients dont la conscience est alteree et discutons

les problemes ethiques specifiques de l’etude de

tels patients dont le consentement ne peut etre obtenu

(Laureys et al., 2004a). Nous refutons aussi l’idee selon

laquelle l’etat vegetatif est equivalent a la mort cerebrale

(Laureys, 2005) et finalement discutons de la qualite de vie

des patients en locked-in syndrome effectuees en collabora-

tion avec l’association francaise du LIS (ALIS) (Laureys et al.,

2005).

Nous esperons que des recherches multicentriques contri-

bueront a un accroissement rapide de nos connaissances a

propos des patients dont l’etat de conscience reste altere apres

une atteinte severe du cerveau.

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Structures et mecanismes centraux responsables de la

genese, de la regulation et du maintien de l’activation corticale

durant l’eveilLIN J.S.

INSERM/UCBL-U628, PHYSIOLOGIE INTEGREE DU SYSTEME

D’EVEIL, DEPARTEMENT DE MEDECINE EXPERIMENTALE,

FACULTE DE MEDECINE, UNIVERSITE CLAUDE-BERNARD, 8,

AVENUE ROCKEFELLER, LYON, FRANCE

Fonction primordiale a la survie, a l’exploration et a la

conscience, l’eveil est aussi la condition pre-requise a la

realisation de toute activite cognitive. Le maintien du cerveau

dans cet etat complexe necessite une action convergente/

divergente de l’ensemble des reseaux reticulaires ascendants

echelonnes depuis le bulbe rachidien jusqu’au telencephale et

implique de nombreuses populations neuronales. Depuis la

theorie reticulee de Moruzzi et Magoun (1949), on sait que le

systeme thalamocortical constitue la principale voie trans-

mettant les signaux excitateurs du tronc cerebral au cortex. Ce

systeme ne serait, cependant, pas exclusif, car la destruction de

la formation mesencephalique ou de son relai thalamique

n’entraıne jamais la disparition de l’eveil. D’autres systemes

doivent donc exister, parmi lesquels on cite les neurones

aminergiques/cholinergiques, les structures cerebrales comme

le telencephale basal et, en particulier, l’hypothalamus pos-

terieur. Ce dernier figure comme une structure cle, car elle est la

seule dont la destruction ou l’inactivation par le muscimol

(agoniste du GABA) entraıne une hypersomnie chez plusieurs

especes et retablit le sommeil dans les differents modeles

experimentaux d’insomnie chez le chat. De plus, il a ete montre

au sein de cette structure que l’une des populations neuronales

controlant l’eveil serait le systeme diffus a histamine. Plus

recemment, les neurones contenant les neuropeptides, orexi-

nes, ont ete egalement identifies adjacents aux neurones a

histamine. Ces neurones dont le deficit entraıne la narcolepsie,

pourraient egalement promouvoir l’eveil par leurs projections

diffuses. Quel est donc le role respectif de chacun de ces

systemes dans le maintien de l’eveil, quelle est leur organisa-

tion, leurhierarchie et leursmecanismesconnusactuellement?

Cette presentation consistera a illustrer les donnees experi-

mentales permettant d’apporter des reponses a ces questions.

Les theories de la conscience

GAILLARD R.

Resume non transmis

La recherche chez les patients inconscients

LEMAIRE F.

PARIS

Resume non transmis