Négligence spatiale unilatérale : une conséquence dramatique mais souvent négligée des lésions de l’hémisphère droit

M. Urbanski

Première partie tique tels qu'un cytomegalovirus, un faible poids à la naissance, la syphilis, les oreillons, l'anoxia…) ou acquises après la naissance, (tels que l'idiopathique, la labyrinthitis virale, une pathologie virale, un neurinome, une rupture de membrane périlymphatique, une maladie de Menière, une méningite, ou un traumatique par fracture du rocher, par un traumatisme sonore, par des rayons, par un traumatisme lié à une chirurgie de l'oreille moyenne, du neurinome, d'un méningiome)… SA PRÉVALENCE EST MAL ÉTUDIÉE Une étude fédérale américaine (2003) portant sur 2000 enfants sourds, décrit 15.6% de SCIENTIFIQUE Dans cette première partie, après avoir défini et décrit les éléments qui caractérisent les patients ayant une cophose ou une subcophose unilatérale, nous nous sommes consacrés aux différents moyens d'évaluation audiologiques ainsi qu'aux différents moyens de réhabilitation de cette pathologie. Cela nous a conduit à mettre en oeuvre un tes...

Habilitation à Diriger des Recherches, soutenue le 20/12/2002 à Compiègne, devant un jury composé de : - Jean Gayon (Paris 1) - rapporteur - Paul Bach Y Rita (Univ Wisconsin) - examinateur - Kevin O’Regan (CNRS) - examinateur - Jacques Theureau (CNRS) - rapporteur - Pierre Villon (UTC) - examinateur - Bernard Stiegler (IRCAM) - examinateur - Jean Michel Salanskis (Paris-Nanterre) – rapporteur et président

Rev Neurol (Paris) 2007 ; 163 : 3, 305-322 © 2007. Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés 305 Revue générale Négligence spatiale unilatérale : une conséquence dramatique mais souvent négligée des lésions de l’hémisphère droit M. Urbanski, V. Angeli, C. Bourlon, C. Cristinzio, M. Ponticorvo, F. Rastelli, M. Thiebaut de Schotten, P. Bartolomeo INSERM U610, Pavillon Claude Bernard, Hôpital de la Salpêtrière, Paris. Reçu le : 08/12/2005 ; Reçu en révision le : 30/06/2006 ; Accepté le : 12/09/2006. RÉSUMÉ Introduction. La Négligence Spatiale Unilatérale (NSU) est l’un des principaux syndromes observables après une lésion touchant l’hémisphère non dominant pour le langage. Le handicap important qu’elle entraîne justifie la nécessité d’un diagnostic et d’une prise en charge appropriés. États des connaissances. L’étude de la NSU est motivée par son lien avec des phénomènes cognitifs importants sur le plan théorique (attention visuospatiale et conscience perceptive). Les localisations cérébrales des lésions pouvant engendrer une NSU sont multiples mais souvent centrées sur la jonction temporo-pariétale droite et la substance blanche sous-jacente. Les manifestations de ce syndrome sont hétérogènes, mais on peut observer des régularités comme un biais d’orientation automatique de l’attention vers le côté de la lésion. Perspectives. Les progrès des techniques d’imagerie permettent de mieux comprendre les bases anatomiques de ce syndrome et d’appréhender les corrélats neuronaux de la conscience perceptive. Parallèlement, cela permet le développement d’outils cliniques d’évaluation et de rééducation. Conclusion. Après une description clinique de la NSU et de ses bases anatomiques, cette revue abordera l’état des connaissances sur le plan théorique (modèles anatomo-cliniques et simulatifs). Enfin, seront présentées plusieurs méthodes de rééducations qui offrent des perspectives pour la prise en charge de ce syndrome. Mots-clés : Négligence spatiale unilatérale • Neuroanatomie • Théories cognitives • Modélisation • Rééducation SUMMARY Unilateral spatial neglect: a dramatic but often neglected consequence of right hemisphere damage. M. Urbanski, V. Angeli, C. Bourlon, C. Cristinzio, M. Ponticorvo, F. Rastelli, M. Thiebaut de Schotten, P. Bartolomeo, Rev Neurol (Paris) 2007; 163: 3, 305-322 Introduction. Unilateral Spatial Neglect (USN) is a common consequence of right brain damage. In the most severe cases, behavioral signs of USN can last several years and compromise patients’ autonomy and social rehabilitation. These clinical facts stress the need for reliable procedures of diagnosis and rehabilitation. State of the art. The last 3 decades have witnessed an explosion of studies on USN, which raises issues related to complex cognitive activities such as mental representation, spatial attention and consciousness. USN is probably a heterogeneous syndrome, but some of its underlying mechanisms might be understood as an association of disorders of spatial attention. A bias of automatic orienting towards right-sided objects seems typical of left USN. Afterwards, patients find it difficult to disengage their attention in order to explore the rest of the visual scene. Neglected objects are sometimes processed in an “implicit” way. Perspectives. The development of behavioural paradigms and of neuroimaging techniques and their application to the study of USN has advanced our understanding of the functional mechanisms of attention and spatial awareness, as well as of their neural bases. A number of new procedures for rehabilitation have recently been proposed. Conclusion. The present review describes the clinical presentation of USN, its anatomical basis and some of possible accounts of different aspects of neglect behavior. Results of computer simulations and of rehabilitation techniques are also presented with implications for the functioning of normal neurocognitive systems. Keywords: Unilateral spatial neglect • Neuroanatomy • Attention • Simulation • Rehabilitation INTRODUCTION La Négligence Spatiale Unilatérale (NSU) est un syndrome neurologique se manifestant fréquemment après une lésion de l’hémisphère cérébral non dominant pour le langage (voir pour revue Bartolomeo et Chokron, 2001). On estime qu’environ 85 p. 100 des patients porteurs d’une lésion hémisphérique droite présentent en phase subaiguë des signes de NSU qui détermineront dans 36 p. 100 des cas une NSU modérée à sévère (Azouvi et al., 2002). Ce syndrome est caractérisé par une difficulté voire une impossibilité à détecter, s’orienter vers et identifier des événements situés dans l’hémi-espace gauche, indépendamment de la présence d’un déficit sensoriel ou moteur élémentaire Correspondance : M. URBANSKI, INSERM U610, Pavillon Claude Bernard, Hôpital de la Salpêtrière, 47, boulevard de l’Hôpital, 75651 Paris Cedex 13. E-mail : urbanski@chups.jussieu.fr M. URBANSKI et coll. 306 Rev Neurol (Paris) 2007 ; 163 : 3, 305-322 (Heilman et Valenstein, 1979). Les patients se comportent comme si la partie gauche de leur espace corporel et/ou extra-corporel n’existait plus. Le syndrome de NSU a donné lieu à de nombreuses recherches depuis ces 30 dernières années et reste à l’origine de nombreux débats encore actuellement tant sur le plan théorique que sur le plan neuroanatomique. L’intérêt pour la NSU provient des questions théoriques qu’elle pose sur des activités cognitives aussi complexes que la représentation mentale, l’attention et la conscience de l’espace et sur leurs localisations et fonctionnement dans le cerveau. Sur le plan de la santé publique, la NSU pose des problèmes importants, du fait qu’elle aggrave le handicap en gênant la rééducation motrice (Appelros et al., 2002 ; Denes et al., 1982 ; Jehkonen et al., 2000). La réhabilitation sociale de ces patients est également compromise, du fait de la réduction d’autonomie déterminée par la NSU (par exemple, ces patients ne peuvent plus conduire une voiture). La compréhension des mécanismes de la NSU est importante pour fournir aux cliniciens des outils adaptés de diagnostic et de traitement (rééducation). La recherche sur la NSU peut en outre contribuer à une meilleure compréhension des mécanismes cérébraux du traitement de l’espace et des corrélats neuronaux de la conscience perceptive. DESCRIPTION CLINIQUE En phase aiguë, les patients négligents présentent typiquement une déviation de la tête et des yeux vers la droite et ne peuvent prêter attention aux événements du côté gauche. Ils peuvent ne manger que ce qui se trouve à droite dans leur assiette, ne se raser ou se maquiller que la partie droite du visage, ne lire que l’extrémité droite des journaux ou des livres (dyslexie de l’héminégligence). Ainsi, les patients héminégligents agissent comme s’ils ignoraient la moitié gauche de l’espace. En dessinant de mémoire ou en copiant une fleur ou une maison, ils omettent les détails de gauche. Ils déplacent vers la droite le milieu subjectif d’une ligne horizontale lors d’une tâche de bissection (Fig. 1). Certains patients vont apprendre à compenser leur NSU dans la vie quotidienne et dans les tests alors que d’autres vont présenter une chronicité pouvant aller à plusieurs années après l’accident vasculaire, ce qui rend d’autant plus importante la question de trouver des moyens de rééducation adaptés pour ces patients dont l’évolution de la NSU est moins favorable. Mise en évidence de la NSU dans les tests neuropsychologiques Fig. 1. – Exemple de copie de dessin et de bissection de ligne chez un patient négligent. Copy of a drawing and bisection of line performed by a neglect patient. simples (papier/crayon) et peuvent être administrés au lit du patient, en prenant garde de maintenir centrée la feuille de test par rapport au tronc du patient. Deux batteries validées sont souvent utilisées pour évaluer la NSU : La Behavioural Inattention Test comportant une série de tests conventionnels et neuf tests dits « comportementaux » (Halligan et al., 1991a) et la Batterie d’Évaluation de la Négligence Spatiale Unilatérale du GEREN, de langue française, validée sur une population de 206 patients permettant une évaluation à la fois du niveau de déficit, mais également de ses conséquences fonctionnelles (Azouvi et al., 2002 ; pour les données normatives, voir Rousseaux et al., 2001). Cette batterie comporte des tests visuo-peceptifs (cf. par exemple le test des figures enchevêtrées), visuo-graphiques (cf. par exemple la copie de dessin) ainsi que l’échelle Catherine Bergego (ECB), questionnaire en 10 items d’auto-évaluation de la NSU par le patient et par le thérapeute, permettant ainsi d’apprécier l’importance de l’anosognosie associée à la NSU (Bergego et al., 1995). COPIE (GAINOTTI ET AL., 1972) Les patients négligents omettent ou distordent les éléments situés sur la gauche de la feuille (NSU centrée sur la scène, ou « scene-based »). Certains patients présentent un phénomène de NSU centrée sur l’objet (« object-based ») dans laquelle tous les éléments sont présents mais la partie gauche d’un item peut être manquante (Gainotti et al., 1972 ; Marshall et Halligan, 1993 ; Walker, 1995) (Fig. 2). Enfin, certains patients peuvent aussi déplacer certains éléments situés à gauche sur le modèle du côté droit lors de la copie (allochirie : Critchley, 1953 ; Halligan et al., 1992). TESTS Parfois, les patients ne présentent pas de signes cliniques évidents de NSU en phase subaiguë, et la NSU peut donc passer inaperçue si on ne fait pas de tests spécifiques sur lesquels repose le diagnostic. Ces tests standardisés sont DE DESSIN DE BARRAGE Les patients doivent cocher ou entourer des traits (Albert, 1973) (Fig. 3), des lettres (Mesulam, 1985) (Fig. 4), des formes (Gauthier et al., 1989 ; Halligan et Marshall, 1991a) (Fig. 5). En général, ils débutent l’exploration du côté droit et omettent les éléments situés à gauche. M. URBANSKI et coll. Revue générale • Négligence spatiale unilatérale : une conséquence dramatique © 2007. Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés 307 che. Souvent, même sans omission, on observe quand même une nette tendance des patients à dénommer en premier les items situés à droite. Du fait que la NSU peut se manifester dans l’espace représentationnel, d’autres épreuves en permettent une évaluation plus spécifique : comme par exemple, les dessins de mémoire ou les épreuves reposant sur l’évocation mentale d’un espace, notamment l’évocation mentale de la carte de France (Rode et al., 1995 ; pour une revue des différents types d’épreuves d’évaluation voir Gainotti et al., 1989). Fig. 2. – Exemple de copie réalisée par une patiente présentant une négligence centrée sur la scène (le dernier arbre à gauche est manquant) et sur l’objet (la partie gauche de la maison et celle du sapin sont manquantes). Copy of drawing performed by a patient showing an association of scene-based neglect (the leftmost tree is missing) and object-based neglect (the left part of the house and of the fir tree are missing). BISSECTION DE LIGNES Quand on demande aux patients d’indiquer le milieu de lignes horizontales de différentes longueurs, ils dévient vers la droite le milieu subjectif (Schenkenberg et al., 1980) particulièrement pour les lignes longues. Paradoxalement, le milieu subjectif des lignes courtes est dévié à gauche (« cross-over effect », Marshall et Halligan, 1989) (Fig. 6). FIGURES ENCHEVÊTRÉES (GAINOTTI ET AL., 1991) Les patients doivent dénommer différents dessins d’objets qui sont en partie superposés (2 à gauche, 1 central et 2 à droite) (Fig. 7). Certains patients omettent les items de gauche, ou font des erreurs de reconnaissance en se focalisant sur les détails de droite des objets situés dans l’espace gau- BASES NEUROANATOMIQUES DE LA NSU Cortex pariétal Brain (1941) a le premier souligné l’importance des régions pariétales postérieures à l’origine du tableau d’agnosie spatiale unilatérale. Par la suite, Hécaen et al. (1956) ont montré, dans une étude radio-anatomique, l’importance de la région pariéto-occipito-temporale droite à l’origine du syndrome apraxo-agnosique (chez des patients ayant subi une exérèse chirurgicale de cette région du fait d’une épilepsie rebelle). Cette région a par la suite été confirmée sur une population plus importante de 179 patients (Hécaen et al., 1972) ainsi que par les premières études en imagerie cérébrale par Heilman et al. (1983a) et par Vallar et Perani (1986). La NSU est retrouvée le plus fréquemment après lésion du lobule pariétal inférieur, plus particulièrement dans sa portion à la jonction avec le lobe temporal et plus rarement la portion dorso-latérale du lobe frontal de l’hémisphère droit (voir pour revue Vallar, 2001). 3 4 5 Fig. 3-5. – Exemples de performances de deux patientes lors des tests de barrage. Dans le barrage de traits (Albert, 1973) (Fig. 3), le sujet doit cocher tous les traits qu’il voit. Ici la patiente commence par cocher un trait à l’extrémité droite (flèche) puis poursuit uniquement le test sur la moitié droite de la feuille. Dans le barrage de lettre (Mesulam, 1985) (Fig. 4), le sujet doit entourer tous les « A » répartis de façon symétrique entre la moitié gauche et la moitié droite de la feuille. La même patiente n’est parvenue qu’à entourer les A à l’extrémité droite de la feuille. Dans le barrage de cloches (Fig. 5) (Gauthier et al., 1989), le sujet doit entourer toutes les cloches réparties parmi des distracteurs visuels de façon symétrique. Ici une autre patiente parvient à franchir la ligne médiane mais l’extrémité gauche de la feuille n’est pas explorée. Performance of two neglect patients in cancellation tasks. In the line cancellation task (Albert, 1973) (Fig. 3), participant has to cancel all the displayed lines. Here the patient began to cancel a line at the rightmost part of the sheet (arrow) and restricted her performance to the right half of the paper sheet. In the letter cancellation task (Mesulam, 1985) (Fig. 4), participant has to cancel all the “As” distributed symmetrically between the right and the left parts of a sheet. The same patient only managed to cancel “As” at the right end of the sheet. In the bells test (Gauthier et al., 1989) (Fig. 5), participant has to cancel bells distributed across visual distractors symmetrically. Here, another patient managed to cross the midline, but the left end of the sheet is under-explored. M. URBANSKI et coll. 308 Rev Neurol (Paris) 2007 ; 163 : 3, 305-322 6 7 Fig. 6. – Illustration de la performance des patients en fonction de la longueur des lignes à bissecter. Pour les lignes longues, les patients déplacent le milieu subjectif vers la droite de façon importante. Pour les lignes courtes, le milieu subjectif est plutôt déplacé à gauche. Typical performance of neglect patients as a function of the line length in a line bisection task. For long lines, patients displace the midpoint far to the right of the true centre. For short lines, the subjective midpoint is displaced to the left of the true centre (“cross-over effect”). Fig. 7. – Exemple du test des figures enchevêtrées de Gainotti et al. (1991). Les réponses des patients sont notées dans l’ordre de production. Example of the overlapping figures test (Gainotti et al., 1991). The order of the responses is reported. Le sillon intrapariétal sépare le lobule pariétal supérieur (dont la lésion engendrerait plutôt des comportements de type ataxie optique : Perenin et Vighetto, 1988) et le lobule pariétal inférieur (dont la lésion engendrerait des comportements de NSU : Jeannerod et al., 1994, et des difficultés de manipulation d’objets : Binkofski et al., 1999). De nombreuses aires ont été identifiées dans le sillon intrapariétal chez le singe (LIP : aire intrapariétale latérale ; AIP : aire intrapariétale antérieure ; MIP : aire intrapariétale médiane ; VIP : aire intrapariétale ventrale). L’implication du LIP dans la conscience visuo-spatiale gauche a été postulée chez l’homme (Marshall et al., 2002 ; Vallar, 2001) à partir notamment des travaux réalisés sur le singe chez qui les neurones du LIP sont dévolus à une représentation de saillance des objets ayant une pertinence pour le comportement de l’animal et dont l’activité est corrélée aux déplacements de l’attention dans l’espace dans des tâches requérant la détection perceptive ou la mémoire spatiale (Gottlieb, 2002 ; Gottlieb et al., 1998). Ils sont également impliqués dans les mouvements de saccades du fait des projections massives avec les colliculi supérieurs et le champ oculo-moteur frontal. Le rôle de ces neurones pourrait également expliquer que des traitements comme la stimulation calorique vestibulaire ou la vibration des muscles de la nuque à gauche puissent diminuer transitoirement la NSU. La plupart des neurones du LIP encodent la localisation des stimuli en coordonnées rétinotopiques mais leur activité est modulée par des information sur les variables posturales comme la position et le mouvement des yeux, de la tête, du bras (Andersen et al., 1997 ; Duhamel et al., 1997) ce qui permet une localisation spatiale précise dans divers cadres de références et peut expliquer que la NSU puisse se manifester simultanément par rapport à ces cadres (Driver et Mattingley, 1998 ; Gottlieb, 2002 ; Pouget et Driver, 2000). Ce rôle intégratif multi-modal du cortex pariétal est favorisé par la présence de nombreux neurones ayant des champs récepteurs bimodaux (auditivo-visuel au niveau du LIP et plutôt visuo-tactile au niveau du VIP), ce qui pourrait expliquer le fait que la NSU puisse concerner plusieurs modalités sensorielles. De plus, les fortes connexions du lobe pariétal avec les systèmes moteurs, pré-moteurs ainsi que les aires extra-striées lui confèrent un rôle clef pour une orientation motrice et perceptive coordonnées vers des cibles. Cette localisation pariétale a été précisée par la suite à partir d’études utilisant la méthode de superpositions de lésions (Bates et al., 2003 ; Frank et al., 1997 ; Rorden et Karnath, 2004) au gyrus angulaire et à la partie médiane du lobe temporal (Mort et al., 2003). Cette dernière région, assez inattendue, reste cohérente avec les résultats en imagerie fonctionnelle qui rapportent une activation de cette aire temporale lors de l’encodage d’une localisation spatiale ou de la récupération en mémoire de cette localisation (Epstein et al., 1999). Autres localisations moins fréquentes Des cas de NSU ont été rapportés également après des lésions dans différents territoires perfusés par l’artère cérébrale moyenne : le lobe frontal inférieur (Husain et Kennard, 1997) ; les ganglions de la base (Damasio et al., 1980 ; Ferro et al., 1987 ; Healton et al., 1982 ; Karnath et al., 2002a ; Karnath et al., 2005) ; le thalamus (Cambier et al., 1980 ; Rafal et Posner, 1987 ; Schott et al., 1981 ; Watson et Heilman, 1979) ; le gyrus cingulaire, bien que de façon rare (Heilman et al., 1983b) du fait de son implication dans des tâches de déplacements de l’attention, d’exploration oculomotrice et de recherche manuelle chez les sujets normaux (Gitelman et al., 1999 ; Kim et al., 1999 ; Nobre et al., 1997). Des cas de NSU après accident vasculaire touchant l’artère cérébrale postérieure ont également été rapportés, notamment lorsque des régions plus antérieures du lobe occipital sont également lésées (Cals et al., 2002 ; Doricchi et Angelelli, 1999). Enfin, certaines études ont valorisé plutôt les lésions touchant le gyrus temporal supérieur (GTS) droit du moins chez les patients n’ayant pas d’hémianopsie latérale homonyme gauche associée. Ce résultat suggère que cette région, comparable à son homologue gauche dévolue au langage, soit responsable de la conscience de l’espace chez l’homme (Karnath et al., 2001 ; Karnath et al., 2002b ; Karnath et al., 2004a ; Karnath et al., 2004b) d’autant qu’elle reçoit de nombreuses afférences multimodales sensorielles (Jones et Powell, 1970). Le GTS est également connecté à un réseau anatomique cortico-sous-cortical avec le putamen, le noyau caudé et le pulvinar qui, quand ils sont lésés, génèrent aussi M. URBANSKI et coll. © 2007. Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés Revue générale • Négligence spatiale unilatérale : une conséquence dramatique le syndrome d’héminégligence mais le rôle d’une lésion du cortex temporal supérieur dans la NSU est contesté par d’autres études (Doricchi et Tomaiuolo, 2003 ; Hommet et al., 2004 ; Marshall et al., 2002 ; Mort et al., 2003 ; Thiebaut de Schotten et al., 2005). 309 vante d’imagerie cérébrale, le tracking de fibres, cette zone a été identifiée comme une portion du faisceau occipito-frontal supérieur. BASES COGNITIVES DE LA NSU Fibres de la substance blanche : une issue possible du débat En effet, il semble qu’une combinaison de lésions du cortex pariétal inférieur à des disconnexions sous-corticales pariéto-frontales (Doricchi et Tomaiuolo, 2003 ; Gaffan et Hornak, 1997) ou à la fois pariéto-frontales et pariétotemporales (Leibovitch et al., 1998) soient les causes les plus fréquentes d’observation du syndrome de NSU. Chez le singe, Gaffan et Hornak (1997) ont observé une NSU plus sévère avec des lésions incluant la substance blanche qu’avec des lésions confinées à la substance grise. Déjà Geschwind, en 1965, avait proposé que la NSU puisse résulter d’une disconnexion entre les aires visuelles et somatosensorielles hémisphériques droite, et l’hémisphère gauche, dominant pour le langage. Certaines études ont confirmé l’implication de la substance blanche sous-corticale dans le déterminisme du comportement d’héminégligence en rapportant des cas de patients porteurs de lésions touchant les fibres inter-hémisphériques du corps calleux (Heilman et Adams, 2003 ; Ishiai et al., 2001 ; Kashiwagi et al., 1990). Cependant, plus récemment, il semble qu’une lésion des fibres d’association intra-hémisphériques soit principalement invoquée (Doricchi et Tomaiuolo, 2003 ; Mort et al., 2003). Elle concerne des fibres d’association pariéto-frontales dénommées en fonction des études comme le faisceau longitudinal supérieur droit (Doricchi et Tomaiuolo, 2003) qui interconnecte le lobule pariétal inférieur au gyrus frontal inférieur et au gyrus temporal supérieur (Catani et al., 2005 ; Catani et al., 2002) ou le faisceau occipito-frontal supérieur droit, une autre voie de communication pariéto-frontale (Nieuwenhuys et al., 1988 ; Thiebaut de Schotten et al., 2005). Thiebaut de Schotten et al. (2005) ont mesuré les erreurs de déviation vers la droite dans une tâche de bissection de lignes au cours de stimulations électriques (inactivations transitoires) lors de la résection d’un gliome chez deux patients gauchers (l’un situé sur la partie caudale du lobe temporal droit, l’autre sur le lobe pariétal inférieur droit). Diverses régions corticales et sous-corticales dans la substance blanche ont été stimulées afin de minimiser les dégâts de l’exérèse. L’inactivation de deux structures corticales déterminait une déviation : il s’agissait du gyrus supra-marginal (la partie antérieure du lobule pariétal inférieur) et de la partie caudale du GTS. En revanche, l’inactivation d’une partie plus antérieure du GTS ainsi que du champ oculomoteur frontal, ne provoquait pas de déviation significative. Toutefois, les déviations les plus massives (de l’ordre de 30 p. 100 de la longueur de l’hémisegment de droite de la ligne) étaient observées lors de l’inactivation de la substance blanche au fond du lobule pariétal inférieur. Grâce à une technique inno- Beaucoup de dissociations dans les manifestations de la NSU ont été décrites. En effet, les patients peuvent montrer une NSU dans l’espace proche et non dans l’espace lointain (Halligan et Marshall, 1991a) ou l’inverse (Cowey et al., 1994). Par exemple, certains patients peuvent dévier vers la droite le milieu subjectif d’une ligne présentée sur une feuille (espace péri-personnel) alors qu’ils pointeront correctement le milieu d’une ligne présentée au loin (espace extra-personnel) (Halligan et Marshall, 1991a). Les patients peuvent montrer une NSU dans certains tests et non à d’autres (Halligan et Marshall, 1992) voire des patterns opposés de NSU (gauche/droite) en fonction de la tâche (Costello et Warrington, 1987 ; Halligan et Marshall, 1998 ; Humphreys et Riddoch, 1994). La NSU peut se manifester non seulement dans l’espace visuel mais également auditif (Bisiach et al., 1984 ; De Renzi et al., 1989), tactile (Bisiach et al., 1985 ; Chedru, 1976) ou imaginé (Bisiach et Luzzatti, 1978 ; Bisiach et al., 1981) ou encore engager des représentations centrées sur le corps et/ou sur l’objet. Ces multiples dissociations ont conduit à voir la NSU comme un déficit très hétérogène (voir par exemple, Chatterjee, 1998 ; Stone et al., 1998 ; Vallar, 1994) voire comme une « entité sans signification » (Halligan et Marshall, 1992). Bien qu’initialement la NSU ait été considérée comme liée à des déficits sensoriels primaires comme l’hémianopsie latérale homonyme gauche (Bender, 1952), tous les patients négligents n’ont pas forcément de déficit du champ visuel, de même que tous les patients hémianopsiques ne sont pas forcément héminégligents (Gainotti, 1968 ; Làdavas, 1987 ; McFie et al., 1950). De plus, de nombreuses études ont montré une préservation chez certains patients de traitements implicites dans le champ visuel négligé pouvant aller jusqu’à un haut niveau (Barton et al., 1998 ; Berti et al., 1992 ; D’Erme et al., 1993 ; Halligan et al., 2003 ; Ishiai et al., 1996 ; Karnath et Hartje, 1987 ; Làdavas et al., 1997a ; Marshall et Halligan, 1988 ; McGlinchey-Berroth et al., 1993 ; Volpe et al., 1979). Des déficits sous-jacents de plus haut niveau ont été envisagés, tels que la difficulté à construire ou à explorer une représentation interne de l’espace (théories « représentationnelles »), ou des difficultés à orienter l’attention dans l’espace (théories « attentionnelles ») ou une disconnexion à l’intérieur d’un vaste réseau impliqué dans la conscience et l’attention spatiale. NSU et représentation mentale L’imagerie mentale correspond à la faculté par laquelle nous pouvons visualiser un stimulus de mémoire (Bartolo- M. URBANSKI et coll. 310 Rev Neurol (Paris) 2007 ; 163 : 3, 305-322 meo, 2002). Cette capacité du cerveau à produire des images mentales permet la création de nouvelles représentations, essentielle à la mise en œuvre des processus cognitifs les plus complexes. En élaborant des images mentales nous pouvons créer des cartes représentationnelles, attribuant une dimension spatiale aux objets — dimension qui peut être sélectivement endommagée dans la NSU. Parmi les premières descriptions de patients présentant un déficit au niveau des représentations spatiales, on trouve Bisiach et Luzzatti (1978) qui ont introduit le terme de NSU représentationnelle. Ces deux auteurs demandent à leurs patients de décrire une place familière, la place de la Cathédrale à Milan (Piazza del Duomo, Fig. 8), selon deux perspectives diamétralement opposées. Pour chaque point de vue, les patients rapportent les items situés à droite et peu d’items, voire aucun, à gauche. Selon Bisiach et Luzzatti, ce comportement reflèterait l’existence d’une représentation spatiale analogique et symétrique dans les deux hémisphères cérébraux qui serait partiellement détruite dans la NSU représentationnelle. Les patients auraient perdu la moitié gauche d’une représentation cognitive de l’espace. D’autres auteurs proposent en revanche que le déficit ne se situerait pas au niveau de la représentation mais plutôt au niveau de l’exploration de cette représentation (Bartolomeo et al., 2005). La carte mentale serait intacte, mais les patients ne seraient pas capables d’explorer la partie gauche de leurs images mentales. Suite aux descriptions de Bisiach et Luzzatti, de nombreux cas de dissociation entre NSU représentationnelle et perceptive ont été rapportés (Beschin et al., 2000 ; Guariglia et al., 1993 ; Ortigue et al., 2001). La question est alors de savoir si la NSU représentationnelle est une entité à part entière ou si elle fait partie intégrante de la NSU perceptive. Fig. 8. – Photographie de la « Piazza del Duomo » à Milan. Dans l’expérience de Bisiach et Luzzatti (1978), les patients devaient s’imaginer sur la place et décrire tout ce qu’ils « voyaient » soit en faisant face à la cathédrale soit en faisant dos à la cathédrale. Photography of the “Piazza del Duomo” in Milan. In the Bisiach and Luzzatti’s study (1978), patients have to describe the details that they imagined seeing, either when facing the cathedral, or from the opposite vantage point. Guariglia et al. (1993) rapportent le cas d’un patient qui ne montre pas de signe de NSU personnelle, extra personnelle ou péri personnelle, mais présente de sévères problèmes dans la récupération d’items du côté gauche (des deux points de vue opposés) de places familières. Ce patient a des performances normales pour les tâches requérant la génération et la manipulation d’images d’objets. Beschin et al. (2000) rapportent le cas remarquable d’un patient présentant une sévère NSU personnelle droite ainsi qu’une NSU perceptive droite, alors qu’une NSU représentationnelle se manifeste du côté gauche. Ortigue et al. (2001) décrivent également le cas d’une NSU représentationnelle, sans NSU perceptive. Le patient omet systématiquement les items situés à gauche lors des tâches d’imagerie. Ce pattern de performance suggère une dissociation entre imagerie mentale et perception dans la NSU. Néanmoins, certains auteurs proposent une hypothèse alternative remettant en cause la dissociation de ces deux déficits. Bartolomeo et al. (1994, 2005) suggèrent que l’occurrence d’une NSU représentationnelle sans NSU perceptive peut se manifester au décours de la maladie. Les patients montreraient originellement une association entre NSU représentationnelle et visuelle, puis grâce aux stratégies compensatoires perceptives (apprises en rééducation ou hors rééducation), ils récupéreraient uniquement de leur déficit perceptif. Cette explication peut être prise en compte pour le patient de Guariglia et al. (1993) qui a été testé pour la première fois seize mois après l’accident vasculaire cérébral, et pour la patiente M.N. de Coslett (1997) évaluée deux ans après son accident vasculaire cérébral. Un cas semble aller à l’encontre de la position de Bartolomeo et al. (1994 ; 2005) : Beschin et al. (1997) rapportent un patient avec un large infarctus pariétal droit sans signe évident de NSU perceptive immédiatement après l’accident vasculaire cérébral mais présentant une NSU limitée à l’imagerie visuelle. L’altération est extrêmement sévère lorsque le patient est évalué par la description de places familières et de la carte d’Italie. Le cas de NSU représentationnelle pure décrit par Ortigue et al. (2001) semble également être en contradiction avec cette hypothèse, puisque le patient manifeste une NSU représentationnelle apparemment isolée en phase aiguë. L’un des problèmes de la mise en évidence de la NSU représentationnelle pourrait être dû à la non spécificité et sensibilité des épreuves. En effet, de nombreux tests utilisés pour évaluer un déficit perceptif sont standardisés et permettent un consensus dans l’interprétation des résultats, alors que les principales épreuves évaluant un déficit représentationnel font appel aux processus d’évocation, en demandant aux patients de décrire de mémoire des lieux familiers. Plusieurs points sont critiquables : 1) malgré l’instruction de s’imaginer la scène « comme si elle se trouvait devant leurs yeux », les patients peuvent simplement produire une liste d’items provenant de leur mémoire sémantique verbale ; d’ailleurs, il semble que le déficit ne soit observable que si une composante spatiale est en jeu. Della Sala et al. (2004) ont mis en évidence des troubles de la mémoire de travail M. URBANSKI et coll. © 2007. Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés Revue générale • Négligence spatiale unilatérale : une conséquence dramatique visuo-spatiale dans la NSU représentationnelle. Quant à Rode et al. (2004), ils montrent clairement chez un patient présentant une NSU représentationnelle gauche durable que le déficit n’est présent que dans la condition où il doit imaginer mentalement l’espace à explorer mais disparaît dans la condition où il doit évoquer le nom de villes sans consigne d’imagination. 2) Ce type d’épreuve est influencé par le niveau socio-culturel, ce qui implique une importante variabilité inter et intra individuelle. Afin de pallier à ces critiques, récemment Bartolomeo et al. (2005) ont créé une tâche géographique sur la carte de France basée sur des temps de réaction et permettant ainsi une mesure plus contrôlée de l’imagerie mentale. Cette étude montre que seuls deux patients présentent une NSU représentationnelle en plus d’une NSU perceptive. Les patients étaient capables d’imaginer des items à gauche mais ils présentaient un ralentissement du temps de réponse pour ces mêmes items par rapport aux items de droite. La dissociation entre les temps de réponse et la précision de la réponse suggère que le côté gauche de leur carte mentale n’est pas perdu, mais seulement « exploré » moins efficacement. D’autres types de test permettant d’évaluer l’imagerie mentale sont les épreuves papier/crayon. Il est demandé aux patients de réaliser des dessins de mémoire. Les deux patients décrits par Bisiach et Luzzatti (1978) présentaient également une NSU gauche lors de la réalisation de dessins. Cependant, le feedback visuel présent dans ces tâches papier/ crayon influence l’expression de la NSU. Ainsi, en comparant les performances de patients lors de la réalisation de dessins de mémoire les yeux ouverts versus fermés, Chedru (1976) puis Anderson (1993) remarquent alors que les patients omettent moins de détails à gauche dans la condition « yeux fermés ». D’autres auteurs (Chokron et al., 2004 ; Halligan et Marshall, 1994) confirment ces résultats : les dessins réalisés avec les yeux fermés permettraient l’évaluation réelle de l’imagerie mentale alors que la présence d’un feedback visuel dans la condition « yeux ouverts » 311 accentuerait les signes de NSU (Fig. 9 et 10). Lorsque les patients commencent à dessiner à droite, leur attention est capturée par ces éléments déjà présents et empêche l’exploration vers le côté gauche (Chokron et al., 2004). La NSU représentationnelle reste à l’heure actuelle un déficit d’interprétation difficile et constitue un défi à la fois pour la rééducation des patients et pour une meilleure compréhension des liens qui existent entre l’imagerie mentale et la perception visuelle. NSU et orientation de l’attention Les théories attentionnelles de la NSU reposent sur des observations cliniques basiques comme la présence de « l’attraction magnétique » du regard vers le côté ipsilésionnel (le fait que ces patients tendent à regarder vers la droite dès qu’une scène visuelle se présente à leurs yeux, Gainotti et al., 1991) et l’impossibilité apparente des stimuli présentés du côté opposé à la lésion cérébrale à capturer l’attention des patients. Il existe de nombreux résultats indiquant que la NSU résulte d’une association de plusieurs désordres de l’orientation de l’attention dans l’espace (Bartolomeo et Chokron, 2002 ; Heilman et Van Den Abell, 1980 ; Mesulam, 1981). MODÈLES ANATOMO-CLINIQUES DE L’ATTENTION SPATIALE La NSU est plus fréquente, plus sévère et plus durable après une lésion touchant l’hémisphère droit qu’après une lésion touchant l’hémisphère gauche (Beis et al., 2004 ; Stone et al., 1991). Cette asymétrie a encouragé l’émergence de modèles anatomo-cliniques du contrôle de l’orientation de l’attention par les hémisphères cérébraux et a été également reproduite par certains modèles mathématiques de simulation du comportement héminégligent. Le modèle de Heilman (Heilman et Valenstein, 1979 ; Heilman et al., 1985 ; Heilman et al., 1983b ; Heilman et al., 9 10 Fig. 9-10. – Exemples de dessins de papillon réalisés de mémoire par un patient négligent. Yeux fermés (Fig. 9) et Yeux ouverts (Fig. 10) (Chokron et al., 2004). Drawings from memory of a butterfly performed by a patient with left neglect. Eyes closed (Fig. 9) and Eyes open (Fig. 10) (Chokron et al., 2004). M. URBANSKI et coll. 312 Rev Neurol (Paris) 2007 ; 163 : 3, 305-322 1993) suppose que chaque hémisphère cérébral contrôle les niveaux attentionnel et intentionnel de l’hémiespace controlatéral avec toutefois une compétence supplémentaire de l’hémisphère droit pour activer les systèmes attentionnels droit et gauche alors que l’hémisphère gauche ne pourrait activer que le système attentionnel controlatéral. Le niveau attentionnel et le niveau intentionnel mettraient en jeu des réseaux distincts : 1) un réseau postérieur qui gérerait l’attention spatiale via le thalamus qui filtre les informations sensorielles vers le cortex et les régions associatives, et 2) un réseau antérieur qui géreraient l’intention via des boucles cortico-sous-corticales passant par le thalamus et les noyaux gris centraux. Une lésion hémisphérique gauche ne déterminerait pas une NSU sévère puisque l’hémisphère droit serait capable de compenser en partie l’orientation de l’attention vers la droite alors que l’hémisphère gauche ne pourrait pas prendre le relais en cas de lésion hémisphérique droite pour orienter l’attention vers la gauche. Le modèle de Kinsbourne (Kinsbourne, 1970, 1987, 1993) suppose que l’activation d’un hémisphère a pour conséquence l’apparition d’un biais attentionnel controlatéral. Les deux hémisphères s’inhiberaient réciproquement par l’intermédiaire du corps calleux. En condition physiologique, le vecteur attentionnel de l’hémisphère gauche serait plus puissant que celui de l’hémisphère droit du fait de la prépondérance de l’activité langagière chez l’homme. Ainsi, une lésion hémisphérique gauche diminuerait l’importance du vecteur attentionnel et permettrait une sorte de rééquilibre en diminuant également l’inhibition exercée sur l’hémisphère droit. De ce fait, une lésion gauche ne donnerait pas ou peu de signes de NSU droite. En revanche, une lésion hémisphérique droite aurait pour conséquence de rendre encore plus puissant le biais attentionnel physiologique vers la droite, en libérant l’hémisphère gauche des inhibitions exercées par l’hémisphère droit. Selon Kinsbourne, il faudrait donc parler plus d’« hyperattention droite » que de NSU gauche (mais voir Bartolomeo et Chokron, 1999, pour des résultats qui vont à l’encontre de ce modèle). Le modèle de Mesulam (Mesulam, 1981, 2002) suppose un circuit attentionnel impliquant trois régions interconnectées. Ces régions sont sous l’influence d’un système réticulé ascendant activateur permettant un niveau d’éveil et de vigilance suffisants et sont connectées à la fois à des structures sous-corticales comme le colliculus supérieur, le pulvinar et le striatum mais aussi à un ensemble d’aires situées dans le cortex pré-moteur, pré-frontal latéral, orbito-frontal, temporal latéral supérieur, para-hippocampique et insulaire. Mesulam décrit 1) un composant pariétal postérieur (comprenant le sillon intra-pariétal, une partie des lobules pariétal supérieur, inférieur et temporo-médial supérieur) permettant la création d’une représentation mentale dynamique d’événements saillants dans des coordonnées multiples et le calcul des stratégies de mouvements attentionnels ; 2) le composant frontal centré sur le champ oculomoteur frontal, les cortex pré-moteur et préfrontal permettant la conversion de plans et d’intentions en séquences motrices qui dirigent le foyer attentionnel ; 3) le gyrus cingulaire permettant l’identification de la pertinence motivationnelle des stimuli. Mesulam ajoute également une dominance de l’hémisphère droit pour contrôler bilatéralement la distribution attentionnelle alors que l’hémisphère gauche n’aurait de compétence que pour un contrôle controlatéral et postule que le volume et l’activité des aires dévouées aux processus attentionnels soient plus importants dans l’hémisphère droit que dans l’hémisphère gauche. BASES NEURALES DE L’ATTENTION De nombreuses études mettent en évidence la ségrégation des aires cérébrales sous-tendant les différentes fonctions attentionnelles et leur réseau en imagerie fonctionnelle (Fig. 11), (Corbetta et Shulman, 2002). La préparation et l’application d’une sélection « top down » (dépendante des attentes du sujet) des stimuli et des réponses incluent une partie du cortex intrapariétal et le cortex frontal supérieur (notamment le champ oculomoteur frontal) : ce système dorsal, bilatéral, correspondrait à l’orientation volontaire de l’attention. Un autre système, ventral et latéralisé du côté droit, est impliqué dans une sélection « bottom up » (guidée par le stimulus). Il inclut le cortex temporo-pariétal et le cortex frontal inférieur (Corbetta et Shulman, 2002). Ce second système, automatique, est spécialisé dans la détection des stimuli pertinents pour le comportement, particulièrement quand ils sont saillants ou inattendus. Les aires cérébrales de ce réseau ventral recouvrent en majorité les régions corticales qui, quand elles sont lésées, provoquent le syndrome de NSU (Corbetta et Shulman, 2002). ATTENTION EXOGÈNE VERSUS ENDOGÈNE ET NSU Le modèle de Posner (Posner, 1980 ; Posner et Petersen, 1990), issu de la psychologie cognitive, spécifie trois processus essentiels à la mise en jeu de l’orientation de l’attention visuo-spatiale qui peuvent être étudiés au moyen du paradigme d’indiçage spatial (Posner, 1984 ; Posner et Petersen, 1990 ; Posner et al., 1982 ; Posner et al., 1984). Trois carrés sont placés au centre de l’écran : un au milieu, un à gauche et un à droite. La consigne donnée au sujet est de détecter le plus rapidement possible une cible (ex : une astérisque) qui apparaît dans l’un des deux carrés latéraux. Des indices (épaississement du contour d’un carré périphérique, ou flèche centrale indiquant un des carrés latéraux) peuvent être présentés avant l’apparition de la cible. On distingue des indices valides, qui indiquent le bon côté d’apparition de la cible, et des indices non valides qui indiquent le carré opposé (Fig. 12). La proportion des indices valides et non valides peut être manipulée : soit les indices ne sont pas informatifs car la cible apparaîtra autant de fois du même côté que du côté opposé (condition 50-50 p. 100), soit le sujet a tout intérêt à traiter la localisation de l’indice car elle lui indiquera dans la majorité des essais la localisation de la cible (condition 80-20 p. 100). Le temps entre l’apparition de l’indice et celle de la cible peut être plus ou moins long (par ex., de 150 à 1 000 ms). Ce paradigme permet de séparer les processus M. URBANSKI et coll. © 2007. Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés Revue générale • Négligence spatiale unilatérale : une conséquence dramatique d’orientation automatique de l’attention (attention exogène) des processus d’orientation volontaire (attention endogène) : en effet, dans la condition avec indices non informatifs, le sujet n’a pas d’intérêt particulier à traiter volontairement l’indice alors que si les indices sont informatifs, le sujet doit engager volontairement son attention sur l’indice pour répondre plus rapidement à la cible. En réalité dans cette dernière condition, la mise en jeu exogène de l’attention n’est pas totalement absente du simple fait de l’apparition des carrés et de l’indice, mais elle atteint son maximum au bout de 150-200 ms de délai indice/cible ; après ce délai, l’attention exogène est supplantée par l’attention endogène, liée aux stratégies du sujet et qui demande donc plus de temps pour se mettre en place. Chez les patients, plusieurs études montrent que l’attention endogène vers le côté négligé est relativement préservée, bien que ralentie (Bartolomeo et Chokron, 2002 ; Bartolomeo et al., 2001) alors que l’orientation exogène est gravement perturbée, ce qui a pour effet l’absence de capture automatique de l’attention du côté négligé (Bartolomeo et al., 1999 ; Natale et al., 2005). Selon les travaux de Posner et al., l’engagement de l’attention vers une localisation spatiale dépendrait du pulvinar alors que le mouvement de l’attention vers un nouvel emplacement dépendrait du colliculus supérieur. De plus, les patients négligents présentent un déficit de désengagement à droite (le désengagement de l’attention serait sous-tendu par le lobe pariétal postérieur) : une fois leur attention engagée sur une cible du côté non négligé (à droite), ils montrent des difficultés de réorientation de l’attention vers la gauche 313 (Bartolomeo et Chokron, 2002 ; Bartolomeo et al., 2001 ; Posner et al., 1984). Ce déficit d’orientation automatique vers le côté négligé pourrait expliquer les comportements de déviation en bissection chez ces patients non pas comme le résultat d’une compression de l’espace vers la droite (Halligan et Marshall, 1991b) mais plutôt comme la conséquence d’un déséquilibre attentionnel automatique (Bartolomeo et al., 2004). En effet, Bartolomeo et al. (2004) ont montré que les patients ne dévient vers la droite que lorsqu’il existe des stimuli distracteurs ipsilésionnels alors que leurs performances ne diffèrent pas de celles des témoins lorsqu’aucun stimulus n’est présenté dans l’hémiespace droit. En effet, les stimuli ipsilésionnels attirent automatiquement l’attention vers l’hémiespace droit indépendamment de leur pertinence pour la tâche (Corben et al., 2001) en augmentant ainsi le déséquilibre attentionnel en défaveur de l’hémiespace gauche (Bartolomeo et al., 2004). Au vu de la correspondance entre les aires dévolues à l’attention exogène et les régions lésées causant la NSU et à l’instar des données cognitives, il semble essentiel de considérer le déficit d’orientation automatique de l’attention à gauche chez ces patients comme l’un des facteurs principaux causant le syndrome de NSU. Les troubles de l’attention sélective spatiale ne sont pas exclusifs dans la NSU puisqu’il existe également des troubles de l’attention sélective non latéralisés (« attentional blink », Husain et al., 1997). Chez les sujets normaux, la capacité à détecter un second objet apparaissant moins de 400 ms après la présentation d’un premier objet est altérée. Chez 11 12 Fig. 11. – Régions cérébrales activés lors de tâches impliquant l’orientation endogène (blanc) ou exogène (pointillés gris) de l’attention (d’après Corbetta et Shulman, 2002). Le réseau exogène est latéralisé à droite. Cerebral regions activated by tasks involving endogenous (in white) or exogenous (in gray dotted-line) orientation of attention (from Corbetta and Shulman, 2002). Fig. 12. – Illustration du paradigme de Posner et al. (1984). Après avoir fixé le carré central, un indice (épaississement du contour) apparaît dans un des carrés latéraux pour une durée variable de temps. Ensuite apparaît une cible (astérisque) dans le même carré que l’indice (condition valide) ou dans le carré opposé (condition non valide). Le sujet doit appuyer le plus rapidement possible sur un bouton dès qu’il voit la cible. Design of a cued reaction time task (Posner et al., 1984). Each trial began with the appearance of the three boxes for 500 ms with a fixation point in the central box. Then the cue (brief brightening of the contour of one of the boxes) followed during 300 ms. The target (asterisk) appeared at a variable Stimulus Onset Asynchrony (SOA) from the cue and remained visible until a response was made. The target (asterisk) could appear in the box previously cued (valid condition) or in the opposite box (invalide condition). Participants are asked to maintain fixation on the fixation point and to respond to the target as quickly and accurately as possible, by pressing the space bar. M. URBANSKI et coll. 314 Rev Neurol (Paris) 2007 ; 163 : 3, 305-322 les patients négligents, ce temps est multiplié par trois, ce qui démontre que le déficit d’orientation de l’attention dans la NSU n’est pas uniquement spatial mais également temporel. D’autre part, il existe également des troubles de l’attention soutenue (Hjaltason et al., 1996 ; Robertson et al., 1995), un déficit fréquent de la mémoire de travail visuospatiale (Della Sala et al., 2004) ainsi qu’un déficit de remapping spatial du fait du dysfonctionnement du lobe pariétal qui conduit à des difficultés à guider les saccades à travers l’espace après qu’un objet à droite ou à gauche ait été fixé (Husain et Rorden, 2003 ; Husain et al., 2001 ; Pisella et Mattingley, 2004). L’association de ces différents troubles dans la NSU est importante à prendre en considération pour la compréhension du syndrome et les bases futures de rééducation. NSU et conscience Les patients négligents semblent se comporter comme si une partie du monde n’existait plus. Cependant, dans certains cas, on a pu mettre en évidence des signes de « connaissance implicite » des stimuli négligés (voir par exemple : Berti et Rizzolatti, 1992 ; Marshall et Halligan, 1988 ; Volpe et al., 1979). Certains patients semblent même capables d’éviter des obstacles qu’ils assurent ne pas voir (McIntosh et al., 2004a ; McIntosh et al., 2004b). En 1988, Marshall et Halligan ont décrit une patiente qui était incapable de décrire la différence entre deux dessins de maisons identiques, sauf que dans l’un des deux des flammes sortaient de la partie gauche de la maison (Fig. 13), mais préférait la maison sans flamme quand on lui demandait dans laquelle elle préférerait vivre. De même, malgré l’incapacité des patients à identifier de manière explicite les mots ou les images présents dans leur hémichamp négligé, la performance de certains d’entre Fig. 13. – Exemple tiré de l’expérience de Marshall et Halligan (1988). Les maisons sont présentées l’une au dessus de l’autre. Line drawings of a house, in one of which the left side was on fire, used in the Marshall and Halligan’s study (1988). Patient P.S judged that the drawings were identical; yet when asked to select which house she would prefer to live in, she reliably chose the house that was not burning. eux s’améliore considérablement lorsqu’on leur demande de porter des jugements ou d’identifier par choix forcés les cibles présentées dans le champ négligé (D’Erme et al., 1993). Des signes semblables de « perception implicite » peuvent se retrouver dans les tâches de localisation de cibles latéralisées (gauche ou droite) ou bilatérales (gauche et droite). Dans une étude menée chez des sujets négligents et des sujets sains, Marzi et al. (1996) ont montré que les 2 groupes de sujets répondaient plus rapidement quand les cibles étaient présentes des deux cotés par rapport à quand elles étaient présentées en condition unilatérale (« redundancy target effect »). Cet effet est présent chez les patients aussi bien dans les essais où leur perception des 2 cibles était correcte que dans les essais où ils avaient négligé la cible de gauche. Néanmoins, une autre étude a montré que des patients négligents étaient aussi lents à détecter les cibles en condition unilatérale gauche qu’en condition bilatérale (Vuilleumier et Rafal, 1999). Un traitement implicite a été observé également lors des paradigmes d’amorçage dont l’amorce, non perçue consciemment, a un effet sur le traitement du stimulus suivant. Quand deux images, par exemple, sont présentées simultanément à droite et à gauche du champ visuel, les patients négligents nient voir celle de gauche et aucune perception ne semble se réaliser. Cependant, si on leur demande de réaliser une tâche de catégorisation ou de décision lexicale sur un mot central lié sémantiquement ou non à l’image qui le précède (l’amorce), le même effet d’amorçage présent chez les normaux peut se produire chez les patients : ils répondent mieux et plus vite à la cible quand celle-ci est précédée par une autre image de la même catégorie (ex : une rose et une marguerite). Cet effet — dit d’amorçage, est présent, voire supérieur (Schweinberger et Stief, 2001), quand l’amorce n’est pas perçue consciemment par le patient (Berti et Rizzolatti, 1992 ; Làdavas et al., 1993 ; McGlinchey-Berroth et al., 1993) Ces études d’amorçage chez les patients négligents suggèrent donc fortement un traitement inconscient de l’image du niveau perceptif jusqu’au très haut niveau du traitement sémantique (McGlinchey-Berroth et al., 1993). Les dissociations entre traitement explicite et implicite du stimulus négligé ne semblent toutefois être présentes que chez une minorité des patients. Pour la plupart des patients négligents, la destinée du stimulus négligé semble être l’oubli complet (D’Erme et al., 1993). Souvent les patients négligents ne sont pas conscients de leur déficits moteur, sensoriels ou cognitifs (anosognosie : Babinski, 1914 et 1918). Il est important de lever l’anosognosie pour l’efficacité de la rééducation. Ce déficit de conscience peut également concerner l’hémicorps gauche des patients (hémiasomatognosie, qui est associée à l’anosognosie dans le syndrome d’Anton-Babinski) et entraîner des chutes ou des contusions lorsque les patients se cognent sur les obstacles situés du côté gauche. On assiste parfois même à des phénomènes de rejet, de déni d’appartenance de leur jambe ou de leur main gauche (misoplégie : Critchley, 1974). L’anosognosie pour l’hémiplégie semble associée M. URBANSKI et coll. © 2007. Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés Revue générale • Négligence spatiale unilatérale : une conséquence dramatique aux lésions des aires prémotrices (BA 6 et BA 44), de l’aire motrice BA 4 et du cortex somatosensoriel de l’hémisphère droit (Berti et al., 2005). MODÈLES SIMULATIFS DE LA NSU Aujourd’hui, grâce aux progrès de l’informatique et de la robotique, il est possible de construire des systèmes artificiels (simulés ou physiques) qui réussissent à reproduire, au moins pour certains aspects, le comportement humain et animal. Cette méthodologie, dont l’esprit pourrait être traduit par l’expression « construire pour comprendre », dispose d’un grand potentiel théorique, parce que la construction d’un modèle d’un certain phénomène permet de vérifier sa capacité explicative. Au contraire, dans l’étude des phénomènes naturels, il semble que trop souvent on se comporte comme les enfants qui, pour comprendre comment un jeu fonctionne, le démontent en petits morceaux et, à la fin, se retrouvent avec un tas de parties inutilisables. Les simulations sont des théories interprétatives des phénomènes naturels formulées sous forme de programme (Parisi, 2001). Ce nouveau type d’investigation offre une série d’avantages non négligeables : exprimer une théorie comme un programme oblige tout d’abord à la définir quantitativement, clairement, explicitement et de manière univoque, sans quoi il est impossible que le programme fonctionne. La simulation permet ensuite de vérifier que les prédictions du chercheur résultent effectivement de sa théorie, car le programme qui représente la théorie doit contenir tous les mécanismes et les facteurs qui devraient expliquer un certain phénomène. Quand on fait tourner le logiciel, il est possible de vérifier si les phénomènes étudiés sont effectivement produits par l’action des mécanismes supposés. Dans l’étude des déficits attentionnels de la NSU, cela se traduit par la nécessité de définir clairement et explicitement les hypothèses sur les fonctions normales et pathologiques des mécanismes de l’attention spatiale. Les simulations constituent en outre des laboratoires virtuels dans lesquels il est possible d’avoir un contrôle très élevé sur la manipulation des variables et d’étudier dans un cadre expérimental des phénomènes qui, pour plusieurs raisons, n’y entrent pas facilement. Pendant les dix dernières années, divers modèles simulatifs ont été proposés afin d’explorer la NSU. Ces derniers sont fondés essentiellement sur des modèles connexionnistes et implémentés à partir de réseaux de neurones artificiels. 315 sentations de diverses zones de l’espace. Ainsi, le déficit de désengagement peut être interprété comme une propriété émergente de l’interaction des diverses parties du système sans qu’il soit nécessaire de postuler l’existence d’un module cérébral spécifique (« disengager »). Mozer et collaborateurs (Mozer, 2002 ; Mozer et Behrmann, 1990 ; Mozer et al., 1997) ont utilisé un modèle connexionniste formé par des structures de haut et de bas niveau pour l’attention spatiale et la reconnaissance des objets bi-dimensionels. À l’aide de lésions graduelles effectuées sur les connexions « bottom-up » qui reliaient une rétine artificielle à une couche « attentionnelle », plusieurs comportements associés à la NSU ont pu être reproduits, comme la dyslexie et la déviation à droite dans la bissection de lignes. Pouget et Sejnowski (1997) ont implémenté l’hypothèse selon laquelle les neurones pariétaux calculent la fonction de base des variables d’input dans un modèle computationnel (Pouget et Sejnowski, 2001). Leur modèle effectue des transformations sensori-motrices où la réponse du neurone pariétal est approchée avec le produit d’une fonction de Gauss de la position de la rétine et une fonction sigmoïde de la position de l’œil. En produisant des lésions sur ce modèle, les auteurs ont réussi à reproduire des déficits semblables à ceux observés chez les patients négligents. Reproduction de l’asymétrie en faveur de l’hémisphère droit dans la NSU Anderson (1996 et 1999) a proposé un modèle dans lequel la représentation des zones controlatérales et ipsilatérales de l’espace est différente dans chacun des hémisphères et, en particulier, que l’hémisphère droit intervient bi-latéralement alors que l’hémisphère gauche intervient en premier lieu dans l’hémiespace droit. La contribution totale des deux hémisphères à la représentation neurale générale de l’espace n’est pas égale. En effet, la carte pariétale gauche est composée d’un nombre moins grand d’unités que la droite. Lorsqu’on le lèse, ce modèle reproduit la déviation à droite dans la bissection de lignes tout comme la dyslexie de la NSU. Monaghan et Shillcock (2004) ont proposé un modèle computationnel dans lequel les différences de bas niveau entre les hémisphères, comme la grandeur des champs récepteurs, peuvent expliquer l’asymétrie droite/gauche typique. Di Ferdinando et al. (sous presse) ont comparé les différentes théories de la NSU dans une étude de simulation, afin de vérifier leur plausibilité théorique respective. Ils montrent que les asymétries sont expliquées plus précisément par l’hypothèse d’une dominance de l’hémisphère droit pour les représentations spatiales de l’espace. Reproduction mathématique de certains signes de NSU Perspectives : les réseaux écologiques Cohen et al. (1994) ont pu obtenir le déficit de désengagement des patients négligents après avoir provoqué une lésion dans leur modèle reproduisant les effets attentionnels normaux de l’interaction et de la compétition entre les repré- La modélisation des déficits neuropsychologiques et du fonctionnement physiologique à travers la définition et la lésion de modèles connexionnistes se dirige désormais vers l’utilisation de « réseaux écologiques » (Di Ferdinando, don- M. URBANSKI et coll. 316 Rev Neurol (Paris) 2007 ; 163 : 3, 305-322 nées personnelles). Dans ces modèles, appartenant au cadre de la Vie Artificielle (Langton, 1989), non seulement le cerveau et le système nerveux peuvent être simulés, mais aussi les caractéristiques physiques d’un corps qui agit dans un milieu physique et dont les caractéristiques ne sont pas définies a priori mais émergent de l’interaction entre l’organisme et le milieu. Ce résultat est obtenu grâce à l’emploi d’un algorithme d’apprentissage non supervisé, l’algorithme génétique (Mitchell, 1997), s’inspirant de critères évolutifs. Bien que les réseaux de neurones et l’algorithme génétique ne soient que des représentations très schématiques du cerveau et de l’évolution, l’utilisation conjointe de ces deux méthodologies permet de reproduire des caractéristiques essentielles des organismes vivants, et présentent un pas supplémentaire dans la direction de la plausibilité des modèles simulatifs en neuropsychologie. du déficit alors que les patients négligents sont souvent anosognosiques. Les techniques « bottom-up » Elles ne requièrent ni un niveau élevé de conscience du déficit, ni un contrôle volontaire de l’attention vers la gauche (Frassinetti et al., 2002). Elles utilisent des stimulations sensorielles pour rehausser la saillance et la représentation de l’hémiespace gauche, en se basant sur le rôle intégratif multi-modal du cortex pariétal postérieur. Ces techniques sont des processus passifs, dont la durée des effets bénéfiques sur les signes de NSU est confinée à la durée approximative des modifications sensorielles ; ainsi l’amélioration reste très limitée dans le temps et tend à disparaître dès que la manipulation est interrompue. LA PRATIQUES RÉÉDUCATIVES DANS LA NSU Malgré la possibilité dans la plupart des cas pour les patients de compenser leurs déficits initiaux, d’autres présentent une chronicité de leur NSU qui les handicape. Pendant les 30 dernières années, de nombreuses recherches ont montré que certaines stimulations expérimentales pouvaient produire une rémission transitoire des signes de la NSU. Les techniques « top-down » Elles entraînent les patients à porter leur attention vers le côté négligé en stimulant les processus d’exploration visuospatiale (suivre le mouvement d’une lumière par exemple). Mais si elles permettent d’améliorer le niveau de conscience du déficit et la capacité à maintenir volontairement l’attention du côté controlésionnel, elles ne permettent pas toujours une généralisation aux activités de la vie quotidienne ni aux autres tâches (Gouvier et al., 1987 ; Weinberg et al., 1977). Il est donc nécessaire d’augmenter le nombre de tâches sur lesquelles entraîner le patient, en particulier ajouter des tâches écologiques, et ce sur une période de temps assez longue. Par exemple, Pizzamiglio et al. (Pizzamiglio et al., 1992) ont utilisé un traitement de 40 séances de réadaptation basé sur 4 procédures principales. Ces tâches utilisaient 1) un scanning visuo-spatial, 2) des tâches de lecture et copie de matériel verbal, 3) une copie de projets ou de matrices de points et 4) une description de figures. Tous les patients ont montré une amélioration de la symptomatologie aussi bien sur des tests visuo-spatiaux que sur une échelle fonctionnelle d’évaluation de la NSU (Zoccolotti et Judica, 1991). De même, Làdavas et al. (1994) ont entraîné des patients à diriger l’attention vers l’espace contralésionnel en utilisant des indices informatifs permettant de prédire la localisation de la cible, ce qui a permis à ces patients d’améliorer leur exploration vers la gauche. Malheureusement, ces procédures requièrent une bonne conscience STIMULATION VESTIBULAIRE CALORIQUE (SVC) Cette technique consiste à provoquer une déviation du regard et de la tête du côté de l’oreille où l’on aura instillé de l’eau froide. On peut produire le même effet, avec une intensité moindre, en introduisant de l’eau chaude dans l’oreille controlatérale (Cappa et al., 1987 ; Rubens, 1985 ; Vallar et al., 1990). Rubens (1985) a testé l’effet de la SVC chez 18 patients négligents et a montré une réduction significative, bien que transitoire, des signes de NSU extracorporelle gauche évalués par un test de barrage de lignes et un test de lecture. Des études ultérieures ont prouvé l’effet, là encore transitoire, de la SVC sur d’autres manifestations de la NSU comme la NSU corporelle, la NSU représentationnelle ou sur des manifestations associées comme l’anosognosie ou le délire somatophrénique (Geminiani et Bottini, 1992 ; Rode et Perenin, 1994). Une des explications possibles est que cette technique facilite les mouvements oculaires vers la gauche (Chokron et Bartolomeo, 1999 ; Gainotti, 1993). LA STIMULATION OPTO-CINÉTIQUE (SOC) Les études chez les sujets normaux ont montré qu’une stimulation optocinétique vers la gauche ou la droite détermine une activation de l’aire V5 (MT, MST), du sillon intrapariétal supérieur et du putamen préférentiellement dans l’hémisphère droit (Dieterich et al., 1998). De plus, les singes chez qui on inactive l’aire MST montrent une difficulté à initier un nystagmus en direction de l’hémisphère lésé ainsi qu’une perturbation de la poursuite oculaire (Dürsteler et Wurtz, 1988). La SOC utilise un arrière-plan se déplaçant vers la gauche de façon à orienter automatiquement l’attention des patients cérébrolésés droits du côté contralésionnel. Elle agit comme l’arrière-fond en mouvement d’une scène visuelle, induisant un réflexe qui permet au sujet normal de maintenir constante l’image rétinienne lorsque son corps est en mouvement ou que l’objet fixé visuellement se déplace, ou est présenté sur un fond en mouvement. Cette technique permettrait d’améliorer la NSU du fait d’une réactivation indirecte de l’hémisphère droit lésé par l’utilisation des afférences provenant de l’hémisphère M. URBANSKI et coll. Revue générale • Négligence spatiale unilatérale : une conséquence dramatique © 2007. Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés intact (Kerkhoff et al., 1999). De plus, Brandt et al. (2000) ont montré qu’une stimulation vers la gauche produisait une activation bilatérale de l’aire temporo-pariétale et des ganglions de la base chez des patients avec lésion cérébrale droite et hémianopsie controlatérale. Pizzamiglio et al. (1990) ont mené des études avec SOC chez des contrôles, des patients avec NSU et hémianopsie et des patients avec NSU sans hémianopsie qui devaient effectuer une tâche de bissection de lignes présentées sur un fond de points en mouvement. Le mouvement horizontal du fond vers la droite ou vers la gauche produisait un nystagmus optocinétique à une vitesse stable et cohérente avec la direction du mouvement. Chez tous les sujets, la SOC engendrait une déviation du point subjectif de bissection, par rapport à la situation de non mouvement. Le mouvement vers la gauche permet de réduire l’erreur de bissection chez les patients négligents. Concernant l’explication des bénéfices de cette méthode, Gainotti (1993) souligne que la stimulation directe contralatéralement réoriente l’attention vers le côté négligé en diminuant le biais ipsilésionnel. Vallar et al. (1995a) soutiennent que les effets de la SOC ont des répercussions sur la proprioception, ce qui permet d’activer des représentations multimodales de l’espace personnel dans l’hémisphère droit et de réduire ainsi les signes de NSU. LA ROTATION GUIDÉE DU TRONC Karnath et al. (1993) ont obtenu une réduction des signes de NSU en imposant au tronc de patients négligents gauches une rotation de 15° vers la gauche. Poursuivant cette démarche, Wiart et al. (1997) ont associé une rééducation de l’orientation visuelle à un travail sur l’orientation volontaire du tronc. Un corset qui solidarise la tête et le tronc du sujet, sur lequel est fixé une tige horizontale, permet au patient de pointer vers des figures colorées placées sur un panneau placé devant lui (ce dispositif a été conçu par Bon Saint Côme). Le sujet est contraint d’imprimer une rotation axiale à son tronc sous le contrôle de la vue pour déplacer latéralement le pointeur. Les figures du panneau sont reliées à un système lumineux et sonore qui d’une part assure le biofeedback au contact du pointeur, et d’autre part permet au rééducateur d’indiquer les formes au patient (indiçage). Au cours de 20 séances d’une heure, des patients ont été entraînés à repérer et atteindre les figures à l’aide de la tige métallique, la tâche se complexifiant progressivement (augmentation du déplacement vers la gauche et diminution de l’indiçage). Les résultats obtenus aux tests visuo-graphiques (au début du protocole, à la fin puis un mois après) ont permis de montrer un effet positif qui peut rester stable après un mois et est transposable à une échelle d’indépendance fonctionnelle. LA VIBRATION DES MUSCLES DE LA NUQUE ET LA STIMULATION ÉLECTRIQUE TRANSCUTANÉE Karnath et al. (1993) ont appliqué des vibrations mécaniques transcutanées sur les muscles du côté gauche de la nuque de patients négligents gauches, pendant une tâche de détection visuelle latéralisée et ont observé une réduction des signes de NSU (les vibrations imprimées du côté droit 317 n’aggravant pas les signes de NSU gauche). Vallar et al. (1995b) ont utilisé ces stimulations sur la nuque et la main de patients négligents et ont obtenus une amélioration des résultats des patients à des tests de barrage de lettres ; Guariglia et al. (1998) ont obtenu avec cette procédure une amélioration de la NSU représentationnelle. Schindler et al. (2002) ont montré un effet bénéfique et durable de cette méthode associée à une rééducation de l’exploration visuelle par rapport à une rééducation par entraînement de l’exploration visuelle seule. LA STIMULATION DU MEMBRE CONTRALÉSIONNEL Cette technique se base sur l’observation que la NSU diminue lorsque le patient utilise le membre gauche lors de l’exécution des tests standards d’évaluation du déficit (Halligan et al., 1991b). Robertson et al. (1992) ont montré que cette technique permet de réduire la NSU dans la vie quotidienne pendant plusieurs semaines après la fin de la rééducation. Même la simple stimulation proprioceptive de la main gauche permet d’améliorer le déplacement des patients (Robertson et al., 1994). Récemment, Làdavas et al. (1997b) ont trouvé une amélioration dans une tâche de recherche de stimuli visuels lorsque des mouvements passifs de la main gauche étaient exécutés dans l’espace gauche alors que des mouvements au centre ou à droite ou encore exécutés avec la main droite ne permettaient pas d’observer d’amélioration dans cette tâche. Ces effets peuvent se produire pour l’espace proche comme pour l’espace lointain (Frassinetti et al., 2001). L’ADAPTATION PRISMATIQUE (AP) Cette nouvelle technique (Rossetti et al., 1998) permet une amélioration des symptômes de NSU pour les tests standards et les échelles fonctionnelles. Elle a de nombreux avantages par rapport aux autres techniques de réhabilitation de la NSU et ne demande qu’une courte période d’entraînement pour produire des effets bénéfiques durables (Frassinetti et al., 2001). Elle ne requiert pas d’orientation volontaire de l’attention vers le côté négligé comme pour les autres techniques (Angeli et al., 2004). Cependant les recherches n’ont pas encore permis une identification précise des processus à l’origine des effets de l’AP, bien que les hypothèses attentionnelles soient prépondérantes. Les patients font des mouvements d’atteinte d’une cible visuelle avec la main pendant et après avoir porté des prismes qui dévient tout le champ visuel vers la droite. Pendant qu’ils portent les prismes, ils apprennent ainsi à adapter leurs mouvements, en corrigeant vers la gauche des mouvements déplacés à droite par le système visuel (qui voit la cible plus à droite par rapport à sa position réelle). Dans une première étude faisant porter aux patients pendant 5 minutes des prismes produisant une déviation visuelle de 10 degrés vers la droite, Rossetti et al. (1998) ont observé une adaptation prismatique chez tous les patients ainsi qu’un important « after-effect », consistant en l’amélioration de la NSU. Des études suivantes ont rapporté des améliorations considérables de la symptomatologie de la NSU suite à M. URBANSKI et coll. 318 Rev Neurol (Paris) 2007 ; 163 : 3, 305-322 l’AP lors de tâches visuo-motrices comme lors de tâches représentationnelles (Rode et al., 2001 ; Rode et al., 1998), de tâches visuo-verbales (Farnè et al., 2002), dans le déplacement en fauteuil roulant (Rossetti et al., 1999) et lors de tâches de contrôle postural (Tilikete et al., 2001). L’effet de l’AP n’est donc pas seulement lié à des mécanismes sensori-moteurs mais influence également des processus plus cognitifs (Berberovic et Mattingley, 2003 ; Mattingley, 2002 ; Rode et al., 2003). Pour ce qui concerne la durée des effets induits par l’AP, Rossetti et al. (1998) avaient obtenu un effet durant deux heures consécutives à l’adaptation, mais d’autres études ont obtenu une durée d’une semaine (Farnè et al., 2002). Frassinetti et al. (2001) ont démontré le potentiel thérapeutique de l’adaptation de prisme en décrivant une amélioration à long terme des patients négligents. Les mécanismes sous-jacents à l’efficacité de cette technique ne sont pas encore compris avec précision. Rossetti et al. (1999) proposent que l’origine de l’amélioration serait la stimulation des mécanismes neuraux de bas niveau qui contrôlent et corrigent les erreurs entre positions réelles/ prévues du bras lors de l’adaptation. Angeli et al. (2004) ont proposé que l’amélioration de la NSU reflète des changements dans la commande du système oculomoteur. CONCLUSION Ces techniques offrent des perspectives de prise en charge de la NSU, qui malgré sa fréquence, peut passer inaperçue et reste souvent mésestimée au niveau de ses conséquences sur le plan de la santé publique. Sur le plan théorique, une meilleure compréhension du syndrome permettra de proposer des modèles plus adaptés du fonctionnement normal de la conscience de l’espace, des processus d’imagination mentale et de l’attention visuo-spatiale. Sur le plan neuroanatomique, le débat commence à se résoudre grâce aux nouvelles techniques d’imagerie (notamment IRM en tenseur de diffusion), éventuellement couplées à la stimulation électrique intra-opératoire, qui permettent de commencer à envisager la NSU comme une pathologie des réseaux pariétofrontaux hémisphériques droits impliqués dans l’attention et la conscience de l’espace. RÉFÉRENCES ALBERT ML. (1973). A simple test of visual neglect. Neurology, 23: 658-664. ANDERSEN RA, SNYDER LH, BRADLEY DC, XING J. (1997). Multimodal representation of space in the posterior parietal cortex and its use in planning movements. Annu Rev Neurosci, 20: 303-330. ANDERSON B. (1993). 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