Une compréhension différente du cerveau mène à de nouveaux traitements pour les patients victimes d’AVC

Depuis le début du 20e siècle, les chercheurs pensaient que les mouvements des côtés droit et gauche du corps étaient contrôlés par l’hémisphère opposé du cerveau et que la latéralité résultait du fait que le côté dominant réussissait mieux à contrôler les mouvements.

Il y a près de 30 ans, un chercheur de l’université Penn State a proposé l’hypothèse de la dominance complémentaire, selon laquelle les deux hémisphères du cerveau contribuent à différents aspects du mouvement des deux côtés du corps. Aujourd’hui, ces décennies de travail, y compris des recherches indépendantes menées par d’autres scientifiques, éclairent les essais cliniques visant à tester de nouvelles interventions pour les personnes ayant subi un AVC.

Robert Sainburg, titulaire de la chaire distinguée Dorothy F. et J. Lloyd Huck en kinésiologie et neurologie à l’université Penn State, et son équipe ont examiné la littérature de recherche existante, depuis les expériences scientifiques fondamentales menées il y a plus de 20 ans jusqu’aux récents essais d’intervention pour les patients victimes d’AVC.

Dans l’ensemble, les chercheurs ont déclaré que la dominance complémentaire a conduit à une meilleure compréhension du fonctionnement du cerveau et a guidé le développement de nouveaux traitements pour les personnes ayant subi un AVC. Ils ont publié leur étude dans la revue Journal de physiologie.

« Environ 50 à 70 % des personnes victimes d’un AVC survivent, mais beaucoup d’entre elles souffrent d’un handicap à long terme », a déclaré Sainburg. « Cela signifie que des centaines de milliers de personnes chaque année, rien qu’aux États-Unis, pourraient bénéficier directement de cette recherche et d’autres études visant à améliorer la réadaptation des survivants d’un AVC. »

Un accident vasculaire cérébral survient en cas d’interruption du flux sanguin vers le cerveau, soit en raison d’un blocage, soit de la rupture d’un vaisseau sanguin. Un accident vasculaire cérébral peut endommager les parties du cerveau qui contrôlent le mouvement et perturber la communication entre le cerveau et les muscles.

Selon les chercheurs, la plupart des preuves soutenant la prédominance de l’hémisphère gauche ou de l’hémisphère droit proviennent de l’étude des accidents vasculaires cérébraux. Si une personne subit un accident vasculaire cérébral important dans le centre du mouvement d’un côté de son cerveau, l’autre côté du corps présente généralement des problèmes de contrôle importants et peut devenir affaibli ou paralysé.

Le même côté du corps peut présenter une faiblesse ou d’autres problèmes, mais on supposait auparavant que le même côté n’était pas affecté.

Cette hypothèse signifie que le traitement standard de la rééducation physique pour les patients victimes d’un AVC consiste à améliorer la fonction du côté du corps le plus touché par l’AVC, selon Sainburg.

Une fois que ce côté est devenu aussi fonctionnel que possible, on a appris aux patients à compenser la perte de fonction avec le côté le moins affecté du corps. Les recherches menées par Sainburg et d’autres ont cependant démontré que les deux côtés du corps peuvent être affectés par un accident vasculaire cérébral important.

« Quand j’ai commencé ce travail dans les années 1990, mes collègues m’ont littéralement dit que je gâchais ma carrière en poursuivant cette idée », a déclaré Sainburg.

« Dans leur esprit, il était scientifiquement établi que chaque côté du corps était contrôlé par l’hémisphère cérébral opposé. Aujourd’hui, les neuroscientifiques et les cliniciens qui travaillent avec des patients victimes d’AVC admettent rapidement que les deux côtés du cerveau affectent les mouvements des deux côtés du corps. Actuellement, nos recherches explorent toutes les implications cliniques de cette connaissance. »

Malgré les réticences initiales du domaine, Sainburg et ses coauteurs ont constaté au cours des cinq dernières années que ces idées ont commencé à être appliquées plus largement. De nombreux laboratoires ont désormais publié des articles décrivant des déficits du bras ipsilésionnel (ou soi-disant « bon » bras) après un AVC. Certaines de ces études ont également examiné comment réhabiliter ces déficits.

L’équipe analyse actuellement les données d’un essai clinique à grande échelle mené de 2018 à 2024, testant l’efficacité des thérapies basées sur leurs recherches initiales pour les personnes ayant subi un AVC dans un seul hémisphère de leur cerveau. Les résultats préliminaires sont prometteurs, selon les chercheurs.

Comprendre l’importance de chaque hémisphère

Il y a environ 20 ans, avant que l’hypothèse de dominance complémentaire – initialement appelée hypothèse de dominance dynamique – ne soit plus largement comprise et acceptée, Sainburg et ses collaborateurs ont utilisé des techniques de neurosciences et de biomécanique pour étudier la relation entre le cerveau et le corps.

« L’idée qu’il y ait un côté « bon » et un côté « mauvais » dans un cerveau sain – plutôt que deux côtés faisant des choses différentes – me semblait absurde », a déclaré Sainburg.

« Nous savons que dans la production du langage, le côté gauche du cerveau gère la syntaxe et le choix des mots, tandis que le côté droit du cerveau traite l’intonation pour l’expression émotionnelle. Nous pensions que quelque chose d’analogue devait se produire dans le mouvement. »

Sainburg et ses collègues ont examiné si le bras et la main non dominants d’une personne sont plus efficaces dans certaines tâches ou éléments de tâches que le bras dominant.

Leurs recherches ont démontré que l’hémisphère dominant du cerveau (l’hémisphère gauche chez les droitiers) était plus efficace pour réaliser des mouvements des membres fluides, précis et efficaces.

Leurs recherches ont également démontré que l’hémisphère droit non dominant du cerveau était plus efficace pour stabiliser le bras gauche dans des situations imprévisibles, comme lorsqu’une personne est poussée sans avertissement.

L’hypothèse centrale repose sur l’idée que les deux bras accèdent aux deux hémisphères du cerveau. Les deux hémisphères utilisent les mêmes systèmes de contrôle, mais chacun d’eux s’appuie davantage sur la spécialisation de l’hémisphère cérébral opposé, celui qui est le plus étroitement lié au contrôle de ce membre.

Des dizaines d’équipes de recherche du monde entier ont évalué de manière indépendante les bases neurales de la latéralité, contribuant à ces découvertes et améliorant la compréhension de la manière dont les deux hémisphères du cerveau affectent les deux côtés du corps, a déclaré Sainburg.

« Ces travaux ont apporté des preuves solides de la latéralisation, c’est-à-dire de la compréhension selon laquelle chaque hémisphère peut contrôler de manière unique des aspects spécifiques du mouvement », a déclaré Nick Kitchen, chercheur postdoctoral en kinésiologie à Penn State et co-auteur principal de cette publication. « Cela signifie que les personnes qui ont subi un AVC d’un côté du cerveau peuvent subir une perte de contrôle des deux côtés de leur corps. »

Sainburg et ses collaborateurs ont ensuite étudié les déficits du bras le moins atteint après un AVC. Ils ont découvert que les personnes ayant subi un AVC d’un seul côté du cerveau présentaient des déficits de mouvement différents dans le bras le moins atteint, selon l’hémisphère cérébral touché.

Lorsque des personnes ayant subi un accident vasculaire cérébral dans leur hémisphère gauche tentaient d’atteindre des objets avec leur bras gauche, la direction initiale de leur mouvement était moins précise que celle d’une personne n’ayant pas subi d’accident vasculaire cérébral.

Lorsque les personnes ayant subi un accident vasculaire cérébral dans leur hémisphère droit tentaient d’atteindre un objet avec leur bras droit, elles étaient moins précises pour arrêter leur main au bon endroit.

« Cette recherche et des études similaires ont démontré les déficits qui peuvent apparaître du côté le moins atteint du corps après un accident vasculaire cérébral », a déclaré Kitchen.

« Cette approche mécaniste, allant de la science fondamentale à l’étude de patients réels atteints de lésions cérébrales, est nécessaire pour comprendre pleinement ces déficits de mouvement et améliorer la rééducation des survivants d’un AVC. »

Soutenir les personnes ayant survécu à un AVC

Une fois que les chercheurs ont confirmé qu’un accident vasculaire cérébral dans l’un ou l’autre hémisphère peut avoir un impact sur les deux côtés du corps, ils ont commencé à développer des pratiques de rééducation potentielles pour le bras le moins handicapé des victimes d’AVC.

Dans une étude pilote de 2020 qui a servi de preuve de concept pour l’essai clinique à plus grande échelle que les chercheurs concluent actuellement, Sainburg et son équipe ont demandé à des personnes ayant subi un accident vasculaire cérébral dans l’hémisphère gauche de leur cerveau de jouer à un jeu de hockey sur air virtuel avec leur main gauche pour réhabiliter la précision de leur mouvement directionnel.

Les personnes ayant subi un accident vasculaire cérébral dans l’hémisphère droit de leur cerveau ont joué à un jeu de traçage de labyrinthe avec leur main droite pour réhabiliter la précision de la destination de leur main.

Après trois semaines d’entraînement, les participants ont réalisé le test fonctionnel de la main Jebsen-Taylor, un test courant pour mesurer la dextérité des mains des survivants d’un AVC, 19 % plus rapidement. Les résultats ont également montré que les patients conservaient leurs gains six semaines plus tard.

« L’AVC est un énorme problème de santé publique », a déclaré Brooke Dexheimer, qui a obtenu son doctorat en 2022 à Penn State et a été co-auteure principale de l’article de synthèse. Elle est désormais professeure adjointe d’ergothérapie à la Virginia Commonwealth University.

« C’est l’une des principales causes d’invalidité à long terme, et de nombreuses personnes ne se rétablissent jamais complètement. Des études comme celles-ci constituent la prochaine étape pour améliorer la façon dont nous adaptons la réadaptation après un AVC. L’objectif ultime pour beaucoup d’entre nous dans ce domaine est de contribuer à améliorer la façon dont nous traitons les lésions neurologiques et de permettre aux gens de reprendre les activités importantes dont ils ont besoin et qu’ils souhaitent faire dans leur vie quotidienne. »