Système de neurones miroir : fonction, dysfonction et propositions de rééducation

Définition du système des neurones miroirs

Neuroanatomie des neurones miroirs système moteur/imitación:

Il existe deux réseaux neuronaux principaux qui constituent le système de neurones miroirs (Cattaneo & Rizzolati, 2008) : l’un formé par des zones du lobe pariétal et du cortex prémoteur, ainsi que par la partie caudale du gyrus frontal inférieur ; et l’autre formé par l’insula et le cortex frontal médian antérieur.

Nous nous concentrerons maintenant sur le premier système, qui implique l’apprentissage fondé sur l’observation et l’imitation. L’organisation anatomique du premier système répond à une hiérarchie somatotopique du cortex prémoteur ventral, les actes moteurs des jambes étant localisés dans la zone dorsale ; les comportements faciaux localisés ventralement, et les mouvements manuels ayant une distribution intermédiaire. La localisation des actes moteurs proximaux (déplacer la main vers un point) se représente dorsalement, tandis que le simple acte de saisir produit une activité ventrale dans le cortex prémoteur. Par ailleurs, l’observation d’actes moteurs produit aussi une activation différentielle dans le cortex pariétal.

L’observation d’actes transitifs produit une activation du sillon intrapariétal, ainsi qu’une activation de la convexité pariétale adjacente à cette zone. L’observation d’actes intransitifs – indépendamment du fait qu’il s’agisse d’actes symboliques ou de répétitions mimées – trouve une activité spécifique dans la partie postérieure du gyrus supramarginal, qui s’étend au gyrus angulaire. Enfin, l’observation d’actes réalisés avec des outils active spécifiquement la partie la plus rostrale du gyrus supramarginal.

Le système de neurones miroirs produit une évocation de l’acteur moteur observé au sein même du cortex prémoteur. Cette activité se coordonne en même temps dans le lobe pariétal. Il est nécessaire de différencier la séquence des processus d’observation pour délimiter correctement la neuroanatomie du premier système exposé (frontopariétal). Dans ce système, nous parlerons de comportements observés qui supposent un amorçage visuo-moteur pour l’exécution – ou non – d’une action.

Par conséquent, nous exclurons la conception d’un amorçage motoro-visuel, qui implique des prédictions de conséquences durant la planification des actions. L’activité de ce système frontopariétal – et voici l’important – se produit lorsque le comportement existe – potentiellement – dans le répertoire du sujet. Autrement dit, un humain observant un aboiement n’active pas les aires prémotrices et pariétales, car il ne possède pas ce répertoire comportemental dans le cortex.

D’autre part, l’activité du système est proportionnelle à l’expérience de l’observateur dans le comportement qu’il observe. La connectivité fonctionnelle du système frontopariétal de neurones miroirs présente une séquence durant l’observation. À l’origine, cette séquence prend naissance dans le lobe occipital, où sont enregistrées les caractéristiques principales des stimuli observés. Toute l’information est envoyée aux aires d’intégration selon une série d’étapes qui varient de 20 ms à 60 ms, dans cet ordre : d’abord le sillon temporal supérieur, puis le lobe pariétal inférieur, ensuite l’information se rend au gyrus frontal inférieur et, enfin, au cortex moteur primaire.

Iacoboni et al. (1999) proposent que les zones frontales qui s’activent impliquent une computation des buts que l’on entend atteindre, tandis que l’activité pariétale correspond à l’activation des représentations motrices des actes qui sont observés. Néanmoins, le groupe d’Iacobini fait une différenciation fonctionnelle dans l’activité neuronale du système, en se concentrant sur le pars opercularis du gyrus frontal inférieur gauche. Pour eux, la zone dorsale du pars s’active quand l’acte est observé et quand il est imité ; mais il n’y a une activité ventrale que lorsqu’il est imité. En fait Iacoboni et al. (2005) analysent fonctionnellement les activations exposées précédemment.

Pour eux, le système de neurones miroirs est fondamental pour l’apprentissage par imitation. Et la séquence d’activation se complèterait de la façon suivante :

• (i) en premier lieu se produit une activation du sillon temporal supérieur, où se trouvent les représentations – voie ventrale des mouvements observés.
• De là (ii) on passe à un codage des buts de l’action, à travers le système frontopariétal, dans lequel le cortex préfrontal dorsal se chargerait de calculer les différents aspects de l’action, comme le but lui-même ou le sens, archivant cette information, envoyant de l’information au lobe pariétal et corrigeant des computations sur l’espace.

Le cortex cingulaire antérieur : contrôle exécutif et contrôle émotionnel

Cette information efférente serait envoyée depuis le système de neurones miroirs frontopariétal, via le pars opercularis, vers le sillon temporal supérieur à nouveau. À ce stade, se produirait une computation de l’ajustement qui existe entre les conséquences prédites dans l’action imitée planifiée, et la description visuelle de l’action observée. En définitive, le système de neurones miroirs frontopariétal constitue un système d’apprentissage basé sur le feedback.

En réalité, ce qui se transfère des aires visuelles aux aires motrices n’est pas un programme moteur détaillé, mais un prototype de l’action, une action porteuse de sens qui est traitée dans le pars opercularis du gyrus frontal inférieur ; et qui guide alors la planification motrice conformément à une représentation détaillée précise de l’action observée, représentée dans le sillon temporal supérieur et dans le lobe pariétal inférieur. Lorsque l’action observée est nouvelle, avant la période d’exécution, il se produit une activation du système de neurones miroirs frontopariétal, en plus d’une activation de l’aire AB 46 et du cortex médial antérieur.

Cette activation se traduit par un mécanisme de contrôle exécutif, probablement comme partie du mécanisme superviseur de Shallice sur lequel Baddeley (2000) s’appuie pour formuler le mécanisme de la mémoire de travail. Dans notre cas, ce système pourrait impliquer une computation de la planification top-down du mouvement, dans laquelle la mémoire de travail gère les contenus observés et planifie le mouvement sur leur base, produisant une activité frontopariétale qui correspond au mécanisme des neurones miroirs.

Le système de neurones miroirs ne doit pas être conçu comme un module neuronal séparé, mais comme un mécanisme intrinsèque et sous-jacent à la majorité des aires liées aux mouvements moteurs. En fait, et comme nous le verrons plus loin, la perturbation de ce système ne provoque pas un déficit sélectif dans des lésions focales. Plutôt, l’implication de ce système se vérifie dans des troubles du développement du système nerveux, et dans des lésions du lobe frontal. Voyons ce dernier cas ci-après.

Dépendance et hiérarchie

Comme mentionné, le système de neurones miroirs se chevauche avec d’autres systèmes, et le système de contrôle n’en est pas une exception, puisqu’il supprime des comportements spontanés d’imitation. Les lésions frontales causent une série de déficits caractérisés par l’apparition de comportements impulsifs générés par des stimuli externes. Le comportement imitateur présente une importance particulière avec le système de neurones miroirs, et peut faire partie du «syndrome de dépendance environnementale». Normalement, la condition résulte d’une lésion bilatérale, bien qu’elle puisse être due également à une lésion unilatérale, moins fréquente. L’observation du comportement d’autrui peut susciter une activation des zones prémotrices et pariétales, dépendantes du système des neurones miroirs.

Chez les sujets sains, cette activation ne se manifeste pas parce qu’il existe une suppression de la part du lobe frontal. Sa détérioration implique une destruction de ces mécanismes, transformant les actes potentiels en actes réels. L’écopraxie constitue l’imitation forcée et critique de comportements observés, normalement avec la présence de persévérations. Bien qu’elle survienne souvent comme un trouble associé à des lésions des ganglions de la base, elle se produit aussi suite à une détérioration frontale, qui entraîne une désinhibition du système de neurones miroirs.

Fonctionnalité du système frontopariétal des neurones miroirs

Imitation et apprentissage

Une tâche fondamentale de l’apprentissage est l’imitation, qui favorise le développement de certaines compétences de base du développement social, notamment dans l’acquisition de l’identification gestuelle, posturale, et permet le développement de la compréhension de l’intentionnalité de l’autre.

Ces neurones se déclenchent lorsque le sujet exécute des comportements liés à un but, mais surtout quand il observe ces comportements chez autrui, en discriminant entre les différents composants de l’action selon qu’ils soient plus ou moins pertinents du point de vue intentionnel ; même en l’absence d’objets.

De ce qui précède il découle que les neurones miroirs ne traitent pas seulement des contenus liés à des schémas moteurs ou visuels, mais aussi des contenus abstraits, tant en ce qui concerne la modalité sensorielle de la contingence (un son porteur de sens) qu’en ce qui concerne des éléments de nature non présente ou abstraite, qui présentent une relation, en termes d’apprentissage, avec l’intentionnalité, une réalité dans laquelle joue un rôle important la compréhension des motifs d’autrui.

L’information motrice intégrée présente des caractéristiques procédurales significatives :

• traitement du mouvement,
• des parties du corps,
• suivi de l’action dirigée vers un but d’un sujet externe,
• etc.

La proximité de systèmes frontopariétaux qui supportent plusieurs types d’intégration sensorimotrice suggère que la codification de l’action mise en œuvre dans le système de neurones miroirs est liée à une forme d’intégration sensorielle. L’imitation est l’une des nombreuses formes de ce type d’intégration. Dans cette intégration, le sujet observant effectue des comparaisons entre l’information présente dans les aires primaires (entrées visuelles) et le comportement observé, comme expliqué précédemment.

La littérature sur les comportements d’imitation souligne qu’un aspect essentiel dans ce domaine est la différenciation entre plusieurs formes d’imitation ou de contagion, et la véritable imitation –c’est-à-dire, l’ajout de quelque chose de nouveau à son propre répertoire moteur après avoir observé d’autres personnes réaliser cette action-. Cette différenciation se retrouve au niveau neuronal, distinguant les interactions entre le système de neurones miroirs et les structures préfrontales et pariétales de préparation à l’exécution durant l’apprentissage par imitation, et l’interaction entre le système de neurones miroirs et le système limbique durant le contagion émotionnel. Probablement, comme nous le verrons plus loin, le système de neurones miroirs dans l’autisme permet également de faire cette distinction, l’un des systèmes d’interaction étant plus endommagé que l’autre.

La mémoire : définition, types, exercices et évaluation

Les neurones miroirs possèdent des propriétés individuelles :

Ils s’activent lors de l’action imitée, mais aussi lors de l’action observée même sans l’imiter. Ils présentent deux niveaux de congruence :

• stricte, dans laquelle les neurones s’activent exclusivement lors d’actions et d’observations sensiblement identiques ;
• et congruence approximative, dans laquelle ils s’activent en réponse à l’observation d’une action qui n’est pas nécessairement identique à l’action exécutée, mais atteint le même but.

Les seuils d’activation sont définis par la logique de l’action, non par l’objet ni par la distance de l’action. De ces propriétés on déduit qu’ils traitent des contenus abstraits des actions observées. Mais quel est le degré d’abstraction de cette codification ? Élevé, comme le montrent des expériences avec des conditions préalables de « dissimulation », dans lesquelles les neurones s’activent en fonction d’une situation initiale de présence ou d’absence, discriminant les situations.

Il existe une reconnaissance sensorielle des actions sonores (entrées sonores) dans le système de neurones miroirs. Cela permet d’établir une base pour la compréhension de la parole et du langage comme un code qui s’apprend –du moins, aux phases initiales– par imitation physique et gestuelle.

Hiérarchie fonctionnelle du système frontopariétal dans le traitement moteur

Comme mentionné précédemment, il existe une hiérarchie fonctionnelle dans le système de neurones miroirs lorsque le sujet observe une action motrice afin de l’apprendre. Les niveaux de base du traitement moteur ont été abondamment étudiés. Cependant, le système de neurones miroirs répond à une hiérarchie dans laquelle le traitement des mouvements est de haut niveau, produisant des calculs entre les conséquences de l’action et les buts.

Pour calculer cette connaissance, il faut dissocier les composantes qui présentent le contexte de l’action : tout d’abord, l’objet en lui‑même qui représente la cible. Les études existantes n’ont été concluantes que relativement récemment. Cependant, grâce à des techniques de suppression neuronale, comme la stimulation magnétique, on a réussi à dissocier le traitement de haut niveau du traitement purement cinématique. Il a été observé que l’identification de l’objet‑but se calcule dans le sillon intrapariétal antérieur (Hamilton & Grafton, 2006). Par conséquent, il existe un traitement différentiel des objets, même si l’action est la même (par exemple, saisir). D’autre part, cette dissociation implique également l’analyse des conséquences attendues de l’action, qui présente un niveau de hiérarchie supérieur au précédent.

Il est très important de noter que le traitement des buts implique le traitement des mouvements nécessaires pour atteindre ce but, mais ce sont des aspects avec un niveau de traitement différent, le traitement du programme moteur (non sa planification) étant d’un rang inférieur. Hamilton & Grafton (2007) ont démontré qu’il existe une latéralisation du système de neurones miroirs qui calcule les conséquences de l’action. Ils ont découvert que les conséquences d’une action observée sont traitées dans le gyrus frontal inférieur et dans le lobe pariétal inférieur droits, ainsi que dans le sillon postcentral gauche et dans le sillon intrapariétal antérieur gauche.

Dans l’ensemble, ils ont proposé un modèle hiérarchique qui se compose de la manière suivante : d’une part, il y a un traitement de bas niveau –cognitif– qui implique le traitement du schéma moteur. Le traitement du schéma moteur s’effectue dans un système qui implique une analyse à la fois visuelle et motrice de l’action. Le visuel se ferait dans les aires occipitales latérales, tandis que le traitement du schéma cinématique se réalise dans les régions frontales inférieures.

Le traitement de haut niveau, défini par une analyse des buts, se réalise dans un système qui implique deux aires de l’hémisphère droit : le sillon intrapariétal et le gyrus frontal inférieur – dans une moindre mesure. Dans ce traitement des buts, les objets‑but sont aussi traités de manière latéralisée dans le cortex pariétal inférieur gauche. Existe‑t‑il une hiérarchie neuronale lorsque les actions observées sont exécutées ? Oui, et le rang hiérarchique différencie la complexité des actions, c’est‑à‑dire quand les actions sont simples, quand elles sont complexes –composées de différentes étapes–, ainsi que lorsqu’elles répondent à une intentionnalité. Dans ce cas, la latéralisation de l’activité neuronale ne semble pas si évidente.

Il existe des preuves que la planification d’actes simples se produit dans le cortex moteur et prémoteur, ainsi que dans le cortex pariétal inférieur gauche. Toutefois, il semble que le lobe pariétal inférieur droit soit impliqué dans les comportements complexes qui requièrent plusieurs étapes, comme la tâche des tours de Londres (Newman et al., 2003). Cette zone semble importante pour l’envoi d’un feedback sur les conséquences de l’acte moteur, et, conjointement avec le cervelet, peut calculer des corrections du mouvement dans l’espace ou dans la planification.

Langage

Lors de la tâche d’imiter le mouvement des doigts, on observe une augmentation de l’activité du cortex pariétal postérieur rostral et du gyrus frontal inférieur, zones proches de l’aire de Broca, ce qui suggère l’implication de ces aires miroirs dans un mécanisme d’acquisition du langage de type phylogénétique (Iacoboni & Dapretto, 2006).

Cette théorie a été soutenue par divers indices. Tout d’abord, une latéralisation gauche du système de neurones miroirs a été démontrée. D’autre part, l’activation du système de neurones miroirs dans l’encéphale du macaque permet d’extrapoler ses zones aux nôtres : les aires chez le macaque coïncideraient avec la BA 44 de l’humain, adjacente à l’aire de Broca. À partir de la théorie de l’expression sémantique, qui propose que le langage s’apprend dans un processus bottom-up, et de la théorie motrice de la perception du discours, qui propose que l’objectif de l’analyse du discours est les expressions faciales associées aux sons, plus que les sons eux‑mêmes, on a découvert que pendant la perception du discours, les aires motrices du discours s’activent, qui coïncident avec le système de neurones miroirs.

De plus, on a découvert que le traitement de matériel linguistique produit une activation motrice, et que l’activité neuronale produite par le traitement de matériel linguistique lié aux parties du corps et aux actions active les zones somatotopiques du cerveau liées à la lecture.

Cognition sociale et neurones miroirs

Neuroanatomie du système de neurones miroirs limbique

Le second système miroir est l’émotionnel. Comme nous l’avons dit précédemment, ce système est impliqué dans l’adoption de comportements empathiques, mais il ne fonctionne pas nécessairement de manière séparée du premier système, bien que ce point soit abordé plus loin. Le système de neurones miroirs se localise également dans des aires corticales qui médiatisent le comportement émotionnel. Observer la douleur d’autrui produit une activation du cortex cingulaire, de l’amygdale et de l’insula. L’insula est particulièrement importante dans l’intégration des représentations sensorielles, tant internes qu’externes. Elle présente une structure agranulaire et est citoarchitectoniquement similaire aux aires motrices.

Par conséquent, l’insula fonctionne comme un nœud de communication entre le système limbique et l’activation corticale somatotopique associée à la douleur, tant propre que d’autrui, ce qui constitue la base évolutive de l’empathie. Néanmoins, cette base n’est pas unique. Le système de l’empathie s’organiserait de la manière suivante :

• Tout d’abord doit exister un nœud dans ce système, qui est l’amygdale, nécessaire pour la stimulation émotionnelle des sujets.
• En second lieu, les zones d’expression et de régulation émotionnelle. Comme nous l’avons dit, la zone d’expression émotionnelle basée sur des schémas corporels est composée de deux structures : d’abord l’insula, qui, comme nous l’avons dit, est le centre d’intégration de l’information intéroceptive. D’autre part, nous trouvons le cortex cingulaire, qui se subdivise de la manière suivante : face à la classique division entre processus cognitifs/dorsal et émotionnels/rostral du cortex cingulaire (Posner et al., 2007) ; récemment il a été constaté qu’il existe une division quant à l’expression émotionnelle (intéroceptive) dans le cortex cingulaire antérieur dorsal, et une fonction régulatrice des émotions dans le cortex cingulaire antérieur rostral (Etkin et al., 2010), ce qui est congruent avec un système de contrôle antéro‑postérieur orbitofrontal (orbitofrontal‑cingulaire‑amygdalien, principalement).
• En troisième lieu, le nœud de traitement de haut niveau composé par le système de neurones miroirs. Ce système est formé par l’insula et par le cortex frontal antérieur médian. En fait, le système de neurones miroirs de l’insula se superpose au système d’expression émotionnelle intéroceptive. L’interaction de ce système avec l’émotion varie en fonction de la complexité de l’acte émotionnel.

Comment fonctionne le système des neurones miroirs dans la cognition sociale ?

Le système de neurones miroirs fonctionne de deux manières en ce qui concerne la cognition sociale :

• Tout d’abord, il est nécessaire pour la prédiction et l’attribution de pensée (théorie de l’esprit).
• Deuxièmement, il déclenche des mécanismes de reconnaissance et d’expressivité affective. Le premier système de prédiction a été expliqué : les actes observés sont calculés dans un système de neurones miroirs fronto-pariétal, avec les conséquences.

Ce système sert de modèle prédictif qui progresse évolutivement : de comportements et processus simples bottom-up, le système neurologique passe au fil des ans à un système de régulation top-down, dans lequel les schémas moteurs observés sont comparés avec l’apprentissage au cours des années, et a pour finalité d’établir des schémas prédictifs statistiques qui minimisent l’erreur (Kilner et al., 2007). Ce calcul est également hiérarchique, au sens où les opérations effectuées répondent à une distribution hiérarchique des axes théoriques du cerveau. Dans cette hiérarchie le lobe frontal se charge d’effectuer le calcul entre le comportement observé et l’état mental supposé, et le cortex moteur, le pariétal et le sillon temporal supérieur se chargeraient d’intégrer l’information visuelle et les schémas moteurs stockés.

Nous nous concentrerons à présent sur le second système de l’empathie, qui implique le système de neurones miroirs limbique (insula, cortex cingulaire et lobe frontal).

Neurones miroirs et empathie

Le rôle des neurones miroirs dans les comportements empathiques tels que l’adoption de gestes faciaux et de postures dans des comportements d’imitation interactifs est fondamental, conjointement à l’adoption émotionnelle (système limbique). Comme nous l’avons mentionné précédemment, les neurones miroirs calculent les mouvements en termes de conséquences de l’exécution et d’objectifs. Cette connaissance sert de base à la cognition sociale, avec le second système d’intégration émotionnelle. L’empathie n’est pas un processus univoque. Bien qu’il existe des preuves montrant que l’observation d’une punition infligée à autrui provoque une activation de l’amygdale, du cortex cingulaire antérieur et de l’insula –en plus du thalamus et du cervelet– (Jackson et al., 2005), il est probable que le processus complet dépende d’un réseau à grande échelle, avec des zones de traitement élevé influençant ou suscitant des réponses émotionnelles.

En fait, ce pourrait être le rôle des neurones miroirs dans l’empathie. L’empathie est soutenue par un réseau neuronal à grande échelle composé du système de neurones miroirs, du système limbique et de l’insula, qui fonctionne comme nœud de connexion entre les deux systèmes. Au sein de ce réseau, les neurones miroirs fournissent la simulation des expressions et gestes faciaux observés chez autrui vers des zones de traitement de bas niveau, via l’insula, ce qui provoque l’activité dans ces zones. Et, enfin, produisant un état émotionnel chez l’observateur du comportement observé. De cette manière on fournit au sujet un système alternatif d’émotions basé sur la simulation, qui permet en partie la cognition sociale.

Cette théorie est appelée «théorie de la simulation» (Gallese & Goldman, 1998; cité dans Frith & Frith, 2006), et propose que de cette manière nous pouvons comprendre les émotions que nous observons à travers les états internes qu’elles nous provoquent. Par conséquent, la manière d’empathiser la plus commune est de prendre la posture de l’autre, littéralement, pour la simuler intérieurement. Et encore une fois, lorsque nous tentons d’adopter la posture de la personne qui exprime ses émotions, nous le faisons facialement, ce qui active le système limbique.

En définitive, les neurones miroirs présentent une base sensorimotrice de l’empathie. En parlant de ce système de neurones miroirs et de sa relation avec l’empathie, il est nécessaire de faire une distinction : comprendre et simuler les émotions n’est pas l’unique étape pour la cognition sociale, car il faut tenir compte de la personnalité stable de la personne afin de faire des prédictions.

À cet égard, il est intéressant de faire, encore une fois, une distinction : neuronalement, est-ce la même chose de penser au comportement et à l’émotion probables d’une personne similaire à nous que d’une personne différente ? Ce n’est pas le cas. Penser à quelqu’un qui nous est similaire tend à activer des zones du cortex préfrontal médial ventral, en particulier les AB 18, 9, 57 et 10, tandis que penser aux réactions probables et caractéristiques d’autrui active des zones du cortex préfrontal dorsal, AB 9, 45 et 42 (Frith & Frith, 2006).

En fait, il existe un axe fonctionnel du cerveau médio-latéral, dans lequel les zones les plus centrales sont liées à la représentation du self et aux propres émotions, tandis que les régions latérales impliquent une représentation du monde externe et des autres. Cette hypothèse sur un axe médio-latéral se base sur le fait que les zones médiales présentent généralement une plus grande connexion avec les centres limbiques et d’information sensorielle proprioceptive, et sont donc davantage influencées par les données, tandis que les zones latérales seraient plus réflexives et dépendantes de représentations du monde externe. Amodio & Frith (2006) mentionnent un nœud central dans le traitement de la cognition sociale : le cortex frontal médian (AB 10).

Système de neurones miroirs et rééducation motrice

Bien que la fonction du système de neurones miroirs dans l’apprentissage moteur ait été expliquée, il est intéressant de souligner son implication dans la formation d’une banque de mémoire motrice. La preuve la plus solide provient des études de Stefan et al. (2007), dans lesquelles les auteurs montrent comment l’apprentissage d’une séquence motrice par observation favorise la formation de mémoires motrices par rapport à l’apprentissage en solitaire. Il a été découvert que l’apprentissage par observation peut médiatiser des processus de neuroplasticité à long terme chez l’individu, et que cet effet est médié par le système de neurones miroirs dans le cortex moteur.

Dans une étude menée par Ertelt et al. (2008), deux groupes de patients présentant un infarctus de l’artère cérébrale moyenne et un membre parétique ont été soumis à deux thérapies différentes : l’une avec indices audiovisuels, et l’autre sans indices. Le groupe qui a suivi l’entraînement avec des séquences audiovisuelles des exercices a montré une plus grande amélioration du membre parétique que le groupe témoin. En plus de ce qui précède, la thérapie miroir a été proposée comme une alternative provoquant des changements dans la plasticité. Dans celle-ci, le patient pratique avec son membre sain devant un miroir dans lequel il se visualise en miroir parasagittal. Cela produit une illusion visuelle du membre parétique. Les résultats de la thérapie montrent une génération de plasticité corticale.

Neurones miroirs et thérapie dans les troubles du spectre autistique (Autisme et Asperger)

Développement et dysfonction

Il existe des preuves indirectes d’activité de neurones miroirs à partir de la première année de vie pour la prédiction des buts des sujets observés (Falck-Ytter etal., 2006; cité dans Iacoboni & Dapretto, 2006). Chez les moins de 11 ans, ces preuves, bien qu’elles soient moins robustes que chez les adultes (ce qui est logique si l’on pense que le système n’est pas totalement mature en termes connexionnistes), montrent des indices d’activation des neurones miroirs selon plusieurs paramètres (suppression du rythme mu, EEG, spectroscopie infrarouge, imagerie par résonance magnétique fonctionnelle) pour des activités d’imitation, de compétence sociale et d’empathie. Par conséquent, et bien qu’à ce jour on ne sache pas avec certitude quel est le degré d’implication du système de neurones miroirs dans le comportement social, il est évident qu’il joue un rôle central.

Probablement, une des clés permettant d’établir son importance est sa dysfonction chez les enfants atteints d’autisme et d’autres troubles de la communication. Dans l’autisme, un déficit de simulation neuronale a été proposé dans le modelage des comportements observés, ce qui empêche une « compréhension expérimentale » correcte des autres. Ce déficit a été constaté neurologiquement dans le circuit des neurones miroirs, dans lequel il existe des anomalies structurelles chez des sujets atteints de troubles du spectre autistique.

Ce trouble, par exemple, empêche une identification correcte des émotions dans les gestes faciaux car il n’y a pas d’activation adéquate du circuit central. Cependant, les sujets autistes sont capables de identifier l’acte non émotionnel –bien qu’ils ne sachent pas la finalité pour laquelle il est réalisé–, ce qui suggère une perturbation du circuit de neurones miroirs limbique plus marquée que le mécanisme d’imitation. Ce déficit se corrèle avec la gravité du trouble.

Les données apportées concernant Asperger confirment un déficit similaire bien que moins grave (basé sur une difficulté et un retard temporel dans l’acquisition des comportements) qui implique l’imitation, ce qui suggère que l’imitation peut jouer un rôle important dans la thérapie avec ce type de sujets. La thérapie auprès des sujets présentant des troubles du spectre autistique peut impliquer le système de neurones miroirs. Il existe des preuves empiriques que, du moins en partie, le trouble implique un déficit dans l’imitation et la production du langage, et que le système de neurones miroirs est impliqué dans ce trouble (Wan et al., 2010).

Il a été démontré que la thérapie par la musique favorise l’amélioration des symptômes. Étant donné que le système sensorimoteur est impliqué dans le traitement du langage, et qu’il existe également une modulation de l’activité motrice pendant le traitement du langage, il semble logique de penser qu’un moyen d’activer le système de neurones miroirs pourrait améliorer les deux symptômes. Et la musique produit une activité dans le système, ce qui favorise sa modulation (dans un sens positif) et procure une plasticité neuronale, puisque la musique est aussi un acte d’expressivité motrice, et provoque une activation, entre autres, de l’aire de Broca (AB 44). En fait, ce type de thérapie combinée au chant produit des effets bénéfiques chez des patients atteints d’Aphasie de Broca, dont beaucoup sont capables de prononcer les mots intégrés dans une prosodie différente de la normale.

Comparé à l’acte de parler, chanter produit une activation bilatérale d’un réseau fronto-temporal, et une partie de ce réseau partage des neurones avec le mécanisme des neurones miroirs. Ce chevauchement produit une amélioration des schémas de coordination audio-moteurs, un déficit d’activation qui est observé chez les personnes souffrant de ce type de troubles de la communication.

En ce qui concerne l’imitation, le degré de mise en œuvre et d’efficacité varie de la même manière que les données expérimentales exposées précédemment. Il semble que les enfants atteints du syndrome d’Asperger montrent une bonne évolution, surtout si la thérapie est initialement réalisée avec des sujets proches du patient, et bien plus encore si elle est réalisée avec des vidéos du sujet lui-même. Ces données ont pu être vérifiées dans la suppression des ondes mu dans le cortex sensoriomoteur, partie du système de neurones miroirs.

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