Le cerveau possède une organisation structurale particulière, divisée en aires et en segments, où chaque zone remplit une fonction précise. Ainsi, il existe des régions cérébrales liées au langage, à l’odorat, à la vue, aux différents membres, etc. Cette organisation est appelée « carte cérébrale ». Cependant, par exemple, que devient la zone affectée à une main si le corps en est amputé ? Dans une étude récente, des chercheurs ont montré que, dans un tel cas, le cerveau réorganise cette carte afin que la zone en question soit réallouée à la main restante. Ces résultats confirment l’exceptionnelle capacité du cerveau à s’adapter aux changements.
Des chercheurs de l’Université du Missouri ont découvert de nouveaux indices sur le fonctionnement de la structure neuronale complexe du cerveau humain. Des résultats similaires ont déjà été rapportés dans des études sur des animaux, mais il s’agit de l’une des premières recherches où un tel résultat a été observé chez l’Homme. L’étude a été publiée dans la revue NeuroImage.
« Lorsqu’une personne touche quelque chose avec sa main droite, une « zone allouée à la main » spécifique dans la partie gauche du cerveau s’active » déclare Scott Frey, chercheur en neuroscience cognitive. « Une réaction similaire, mais opposée, se produit avec la main gauche. Mais quand quelqu’un perd une main, nous découvrons que les deux zones de la main du cerveau — gauche et droite — se consacrent à la main restante. C’est un exemple frappant de la réorganisation fonctionnelle ou de la plasticité du cerveau humain ».
Perte d’un membre : le cerveau se réorganise afin de compenser l’amputation
Les chercheurs ont utilisé l’IRM fonctionnelle (IRMf) du Centre d’imagerie cérébrale MU pour scanner le cerveau de 48 personnes, dont 19 avaient perdu une main. Ils ont créé un système contrôlé par ordinateur pour délivrer une sensation légère de toucher aux mains et au visage. Les IRM fonctionnelles sont similaires aux IRM classiques, mais sont sensibles aux changements infimes des niveaux d’oxygénation sanguine dans le cerveau, qui se produisent lorsque des zones du cerveau traitent des informations.
Les chercheurs ont observé dans les scans que, lorsque le cerveau est privé des informations d’une main perdue, il réorganise sa carte neuronale et redirige ces fonctions vers la main restante. Cette découverte pourrait aider les neurologues et les professionnels de la santé à mieux comprendre les mécanismes sous-tendant la plasticité du cerveau lorsqu’un traumatisme corporel survient, par exemple lors du retour d’anciens combattants blessés sur le champ de bataille.
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Une plasticité cérébrale plus étendue que prévu
« Nous pourrions penser que les zones du cerveau qui traitent les sensations de notre corps sont organisées comme une carte avec des territoires distincts consacrés à des régions du corps spécifiques telles que les mains, le visage ou les pieds. Nous savons depuis longtemps que des blessures telles que l’amputation ou des lésions de la moelle épinière modifient l’organisation de cette carte » explique Frey.
« Si vous perdez une main, par exemple, la zone de la main associée peut être partiellement prise en charge par les fonctions voisines de la carte impliquées dans le traitement des sensations du bras ou du visage : il s’agit d’une forme de « plasticité cérébrale ». Ce travail démontre qu’une telle plasticité se produit également sur de grandes distances entre les hémisphères gauche et droit du cerveau ».
Des travaux supplémentaires sont en cours pour déterminer comment, et si, ces changements ont une incidence sur la manière dont les personnes amputées ressentent des sensations, y compris la douleur. Les neuroscientifiques espèrent que leurs découvertes pourraient également contribuer à éclairer les efforts visant à développer des prothèses capables de fournir aux utilisateurs une expérience tactile.