Le cerveau divisé

Les neuropsychologues étudient les patients à « cerveau divisé » pour sonder les fonctions uniques des hémisphères cérébraux gauche et droit – en d’autres termes, pour étudier la latéralisation – et pour étudier également la nature de la communication entre ces régions.

Principalement, les informations provenant d’un côté du corps sont traitées dans la moitié opposée du cerveau. De plus, chaque hémisphère dirige controlatéralement les mouvements du corps.

Ces zones ont également des forces cognitives différentes : le côté gauche est généralement associé au contrôle du langage et de la parole, tandis que le côté droit joue un rôle important dans le traitement de l’information visuospatiale, comme le jugement de l’agencement spatial des cadrans sur une machine.

Normalement, des collections de neurones ? Les axones, appelés faisceaux de fibres nerveuses, transfèrent l’information entre ces hémisphères. L’un des plus grands de ces tractus est le corps calleux.

Cependant, cette communication inter-hémisphérique est interrompue chez les patients à cerveau divisé, dont les corps calleux ont été sectionnés chirurgicalement – un traitement parfois utilisé pour réduire l’activité neuronale incontrôlable caractéristique de l’épilepsie à se propager dans tout le cerveau.

En utilisant les modernisations des techniques du psychologue Michael Gazzaniga, cette vidéo montre comment tester les patients à cerveau divisé et évaluer leurs capacités cognitives, en particulier la production de la parole, et illustre les méthodes de collecte et d’analyse des données.

Dans cette expérience, on montre aux patients des images d’objets du quotidien et on leur demande de verbaliser le nom de chaque article.

Pour réaliser la latéralisation, les patients sont invités à se concentrer sur un symbole de croix au centre d’un écran d’ordinateur, et on leur demande de rester fixés sur cette forme pendant toute la durée de l’expérience. Ici, la croix sert de point de référence à côté duquel les stimuli visuels peuvent être affichés à droite ou à gauche.

Si une image est présentée à droite de l’écran, elle tombe dans le champ visuel droit, qui, peut-être contre-intuitivement, est traité par les parties gauches des deux yeux. Ces régions projettent ensuite l’image observée dans l’hémisphère gauche du cerveau, où elle est identifiée.

Ainsi, les fonctions de l’hémisphère gauche du cerveau peuvent être évaluées en affichant des images dans le champ visuel droit.

De même, un stimulus présenté à gauche de la croix à l’écran – dans le champ visuel gauche – peut être utilisé pour évaluer les rôles de l’hémisphère droit.

Au cours de la tâche de dénomination des objets, un total de cinquante dessins, comme celui d’un poulet, apparaissent un par un côté aléatoire du moniteur, soit à droite ou à gauche.

Les images sont présentées pendant moins de 150 ms. Comme ce n’est pas assez de temps pour qu’un patient bouge ses yeux pour repositionner l’image, cela permet de s’assurer que seul l’hémisphère cérébral testé « voit » le stimulus.

Une fois l’image disparue, le patient doit l’identifier à haute voix, ce qui sert de mesure de la latéralisation de la capacité linguistique verbale.

Ici, la variable dépendante est le pourcentage d’images affichées dans les champs visuels gauche et droit que le patient est capable de nommer, c’est-à-dire la précision de l’identification verbale.

Sur la base des travaux antérieurs de Gazzaniga et d’autres, on s’attend à ce que les patients soient capables de nommer les images présentées dans le champ visuel droit avec une grande précision, car cette information est vue par l’hémisphère gauche, la région capable de contrôler la parole.

Cependant, les patients seront incapables d’identifier verbalement les images affichées dans le champ visuel gauche, car cette information est gérée par l’hémisphère cérébral droit, qui est incapable de générer le langage et, chez les patients à cerveau divisé, ne peut pas communiquer avec le côté gauche capable de parler.

Si l’image ne peut pas être nommée – appelée anomie – une tâche de dessin est effectuée, qui sert de mesure non linguistique de la connaissance du stimulus.

Ici, les patients doivent créer une image de l’image qui leur a été montrée en utilisant la main sur l’ipsilatéral ou du même côté que le champ visuel testé. Ainsi, si les patients ne peuvent pas identifier verbalement un objet présenté à gauche de l’écran, ils doivent le dessiner avec leur main gauche.

Dans ce cas, la variable dépendante est le pourcentage d’images affichées dans les champs visuels gauche et droit qui sont dessinées avec précision.

On s’attend à ce que les patients incapables de nommer les images affichées sur la gauche du moniteur soient toujours capables de les dessiner avec leur main gauche avec une grande précision.

Cela est dû au fait que l’hémisphère droit, qui contrôle le bras et la main gauches, traite également les informations du champ visuel gauche. Ainsi, aucune communication n’est nécessaire entre les hémisphères pour accomplir cette tâche.

Avant de commencer l’expérience, examinez les patients ? Données IRM pour déterminer les faisceaux de fibres nerveuses qui leur manquent. Dans le cadre de cette démonstration, un patient chez qui tout le corps calleux a été sectionné est testé, et ses données seront comparées à celles recueillies auprès des participants témoins.

Accueillez le patient à son arrivée et informez-le des procédures de recherche. De plus, assurez-vous qu’ils ont signé tous les formulaires de consentement appropriés.

Ensuite, placez confortablement leur menton dans une mentonnière de sorte que leurs yeux soient positionnés à environ 22 pouces. à partir de l’écran.

Avec la petite croix affichée au centre de l’écran, insistez auprès du patient qu’il doit rester fixé sur ce symbole, même si les images clignotent à gauche ou à droite de celui-ci.

Procédez en leur montrant 50 images, chacune d’entre elles étant présentée pendant 150 ms, dans un ordre aléatoire et uniformément réparties entre les côtés. Après chaque présentation, demandez au patient d’identifier l’objet à haute voix : « Pomme ». Notez toutes leurs réponses.

Si le patient ne peut pas nommer le stimulus visuel, demandez-lui de le dessiner avec la main du même côté que le champ visuel dans lequel l’image a été montrée. C’est la tâche de dessin des objets.

Assurez-vous que le patient ne regarde pas sa main pendant qu’il dessine, afin de maintenir l’isolement initial du stimulus à un hémisphère cérébral.

Pour confirmer que le patient connaît le nom du stimulus lorsqu’il est présenté simultanément aux deux champs de vision, demandez-lui de regarder son dessin terminé et d’identifier verbalement l’objet qu’il représente : « Balai ». Encore une fois, notez toutes les réponses du patient.

Pour analyser les données, calculez d’abord le pourcentage de réponses verbales correctes chez les patients pour les stimuli présentés aux champs visuels gauche et droit.

Procédez en compilant séparément le pourcentage de scores de réponses verbales correctes pour les emplacements gauche et droit de chaque participant témoin.

Pour identifier tout déficit dans le comportement du patient, comparez les données du contrôle et du patient à l’aide d’un test d’analyse de variance à mesures répétées. Répétez l’analyse pour toutes les données recueillies lors de l’essai de dessin.

Remarquez que si les patients sont généralement incapables de nommer les stimuli présentés dans le champ visuel gauche, ils peuvent les dessiner avec leur main gauche avec un haut degré de précision. Cela démontre une dissociation entre la capacité d’un patient à reconnaître et à nommer verbalement un objet.

Maintenant que vous savez comment tester les fonctions des hémisphères gauche et droit de patients à cerveau divisé avec des stimuli visuels, voyons comment les chercheurs explorent et appliquent la latéralisation dans d’autres contextes.

Vous avez appris que la séparation chirurgicale des deux hémisphères est souvent utilisée pour traiter les patients atteints d’épilepsie, qui se caractérise par des convulsions.

En conséquence, de nombreux neuroscientifiques se demandent si le moment de cette déconnexion – que le corps calleux soit sectionné pendant l’enfance ou à l’âge adulte – a un effet sur les fonctions cognitives d’un patient.

Il est important de noter que ces travaux ont démontré que, par rapport aux adultes, les enfants ressentent moins d’effets cognitifs ou moins graves après la déconnexion des hémisphères cérébraux, ce qui suggère que les jeunes cerveaux font preuve d’un grand degré de plasticité.

Jusqu’à présent, nous nous sommes concentrés sur le corps calleux en tant que lien majeur entre les hémisphères gauche et droit.

Cependant, d’autres faisceaux de fibres nerveuses permettent la communication entre les côtés du cerveau. Parmi elles, la commissure antérieure, qui a été impliquée dans le transfert d’informations sensorielles, comme celles relatives à la vue ou à l’odorat.

Ainsi, certains chercheurs s’intéressent à la manière dont la déconnexion d’un ou plusieurs de ces faisceaux – avec ou sans sectionnement du corps calleux – affecte le comportement du patient.

Vous venez de regarder la vidéo de JoVE sur le test des patients au cerveau divisé à l’aide de stimuli visuels. À présent, vous devriez comprendre comment présenter des images aux deux champs visuels, et collecter et interpréter des données relatives aux capacités des hémisphères cérébraux gauche et droit. Vous devez également savoir comment les données des patients à cerveau divisé sont utilisées pour développer de meilleurs traitements contre l’épilepsie et comprendre les rôles des différents faisceaux de fibres nerveuses dans le cerveau.

Merci d’avoir regardé !