M. Mazeau , Paris Pluradys - DIJON, 25 mai 2012, 1 h 1 heure

1. Troubles du dévelopment du geste et fonctions exécutives : quelles relations ? M. Mazeau, Paris Pluradys- DIJON, 25 mai 2012, 1 h 1 heure

2. Les tr. du développement du geste : Définitions Trouble du développmentgestuel Geste = ensemble de mouvements coordonnés dans le temps et l’espace en vue de la réalisation d’une action volontaire • En l’absence : • de déficience mentale ou de tr. psychiatrique (TED, TSA) • de trouble neuro-moteur, neuro-sensoriel, neuro-musculaire • alors que l’enfant a été soumis à un apprentissage habituel. RETARD PSYCHO-MOTEUR, TAC, DYSPRAXIES

3. Problématique • La question du lien entre les tr. des fonctions gestuelles et les fct° exécutives est sans cesse présente dans l’esprit des cliniciens :  soit que l’on évoque un tr. de la planification du geste : la planification est une fonction exécutive.  soit que les enfants TAC ou dyspraxiques présentent des « tr. de l’attention » associés (et vice-versa : l’attention est une fonction exécutive. N.B. Fct° Exécutives : fonctions de « haut niveau » (choix des objectifs, stratégies et planification en vue de leur réalisation, contrôles et jugement des résultats, ….), fonctions intégrant de vastes réseaux incluant en particulier les lobes frontaux.

4. 1- La question de « la planification » du geste 2- La question des troubles de l’attention associés 3- Les arguments issus de la pathologie : diversité des troubles du geste Conclusion Plan

5. Le geste : de quoi parle-t-on ? • Tout geste comprend 2 dimensions :  une dimension cognitive  etune dimension sensori-motrice • Geste : Définition - Un geste est défini par son but, par l’intention de l’agent  aspect cognitif - et NON par les segments de membres ou les séquences musculaires mises en jeu aspect moteur, neuro-moteur et/ou sensori-moteur

6. Le geste : aspects moteurs vs cognitfs • Je veux répondre au téléphone (intention) • Je dois me lever, aller dans la pièce adjacente, ouvrir mon sac, en extraire mon portable, l’ouvrir, accepter le message, … Représentat° & planification/ programmat° du geste = aspect cognitif Projet de geste Conception du geste en fct° du contexte + Contrôle et ajustement • Tout cela « se fait » (sans conscience détaillée de toutes ces étapes) • Je réponds à l’interlocuteur Réalisat° effective du geste = aspect neuromoteuret musculaires Mise en route des organes effecteurs (sensoriels et moteurs) Effectuation du geste

7. Préparation (versant cognitif du geste) Planification du geste Contract° musc. Potentiels courts Potentiels longs -1000 -500 0 Temps • Chronométrie du passage à l’acte

8. 1- La planification du geste : de quoi parle-t-on ? Or cette préparation comprend 2 moments-clés distincts :  la planification du geste  et la programmationmotrice du geste

9. Cognitif Conscient PROJET ou Intention préalable ACTION NON Conscient REGULATION Pro-active Intention motrice = Programme d’ exécution (Action simulée, anticipatrice) Dyspraxies Décision Moteur Régulation rétro-active REALISAT° EFFECTIVE MOUVEMENTS

10. Conscient Intention préalable ou projet de geste MT NON conscient et automati-que REGULATION pro-active Comparateur Programmed’exécution Passage à l’acte REALISAT° EFFECTIVE MOUVEMENTS

11. Contenu des représentations préalable et motrice Intention PREALABLE : Intention • - But abstrait, final • Conceptuel • Conscient • Connaiss. sur environnement, usages, contraintes physiques et biomécaniques, significations, … • mais PAS de détails sur la façon précise d’exécuter les mvts de chaque séquence Intent° MOTRICE • Sous buts immédiats • Détails exécution motrice (NON conscient) • Construits à partir infos visuelles (visuo-MOTRICES) = cortex pariétal post (voie dorsale) •  opérer de façon rapide et automatique à partir d’un savoir visuel (objets, …) PROGRAMMAT° Exécution Simulée Effectuée Réalisat° gestuelle éventuelle

12.  Planification : « sens précis » • Organisation temporelle de l’action, des séquences successives Liée aux fonctions pré-frontales (fct° exécutives) + NGC

13. La planification de l’action : Le rôle des noyaux gris centraux (NGC) Boucle Cortico-basale Nouvelles séquences motrices  Choisir et gérer le bon enchaînement (séquences) d’actions Boucle Cortico-cérébelleuse Ajustement moteur (réaliser finement les mvmts qui permettent de réaliser une action) Cortex NGC cervelet Boucles cortico-basale et cortico-cérébelleuse Doya, 2000

14.  Planification : « sens précis » • Organisation temporelle de l’action, des séquences successives • A distinguer de la programmation motrice La PROGRAMMAT° MOTRICE possède un « format moteur » qui épouse étroitement le fonctionnement moteur dans son ensemble et lui permet de setransformer immédiatement en action réalisée automatiquement

15. Conscient - Intention - représentation - Planification - décision MT NON conscient et automati-que REGULATION pro-active Comparateur Programme d’exécution Facultatif Passage à l’acte REALISAT° EFFECTIVE MOUVEMENTS

16. La Programmation (ou intention) motrice CORTEX PREMOTEUR (PM) CORTEX MOTEUR + CERVELET, GG de la BASE CORTEX PARIETAL POST BUT de l’action (préparation) Commande (effective ou simulée) VISUO-MOTEUR (Objet de l’action) Action « POUR »  utilisation: codage forme, taille, orientations, usage, etc + Neurones miroirs (simulation) PM Ventral PM Dorsal Action VERS objet : but visuel(saisies+++)> • Mvmts bilatéraux • Décharge corrollaire (copie d’efférence, régulation pro-active) SMA

17. Conscient - Intention - représentation - Planification - décision MT NON conscient et automati-que REGULATION pro-active Comparateur Programme d’exécution Facultatif Passage à l’acte REALISAT° EFFECTIVE MOUVEMENTS

18. La régulation Thèse « centraliste » DECISION Thèse « périphéraliste » Intention PLANIFICAT° Contrôle RETRO-Actif LENT TARDIF Comparateur= PRO-actif PROGRAMMAT° EXECUTION Cf. échec rééducations « classiques », sensorielles, Ayres, … Simulée Effectuée ( Copie d’efférences • Cortex prémoteur: PMd, PMv, SMA • Cortex moteur • Cortex visuo-moteur (pariétal post) • Gg de la base, Cervelet Projet visuo-moteur de l’action Régulations temporelles Feed-back sensoriels Réalisat° gestuelle

19. Chronophotographie d’un mouvement de prise d’un cylindre M. Jeannerod, 2009, Le cerveau volontaire, O. Jacob, p.98 On voit la préformation progressive de la main au cours du mvt de transport de la main vers l’objet. Les mvts des doigts qui anticipent la saisie proprement dite traduisent l’existence d’une représentation visuo-motrice où sont codés les paramètres de l’objet. En particulier l’ouverture maximale durant le transport code de manière précise la taille de l’objet : le diagramme montre la corrélation linéaire entre l’amplitude de la pince (en ordonnée, en cm) et la taille de l’objet (en abscisse, en cm) 10 Ouver-ture de la pince en cm 4 1 3 5 7 Taille de l’objet en cm

20. La simulation anticipatricepermet un ajustement automatique et précisdu geste dès sa conception(programmation motrice) (et non en cours de réalisation, ou lors du contact avec l’objet)

21. Corrections et ajustements • Feed-back : Le résultat du comportement n’est connu qu’en cours (ou à l’issue) de la réalisation motrice : le signal d’erreur arrive tard +++ • Pro-actif : comparaison entre état prévu (programmation motrice, simulation anticipatrice  copie d’efférences) et état attenu (comparateur) : réussite (habituelle) du geste

22. Le contrôle • Programmation • Régulation • Vérification (comparateur) SUPERVISEUR (activités nouvelles) Fct° exécutives • Intégration des connaissances sur soi, le monde, …  représentations de l’environnement Cortex pré-frontal -Espace global de calcul = ttt conscient = action volontaire Moduler (inhiber/activer) le « gestionnaire de contraintes » - Faire face à la nouveauté, résolution de problèmes, danger - Contenus Mémoires déclaratives  savoirs sémantiques, biographiques, … - Etat émotionnel et affectif Si plans contradictoires, gestions des priorités, …

23. Intention PLANIFICAT° Intention PREALABLE PROGRAMMAT° EXECUTION → Image motrice (conscient) Intent° MOTRICE Simulée Effectuée Réalisat° gestuelle éventuelle

24. Cogni T I f Conscient PROJET ou Intention préalable ACTION NON Conscient REGULATION Pro-active Intention motrice = Programmation Action simulée, anticipatriceet Décision Moteur Régulation rétro-active REALISAT° EFFECTIVE MOUVEMENTS

25. DECISION Planification = mise en œuvre Cortex pré-frontal • Focaliser attention sur la tâche • Garder but (et sous-objectifs) en mémoire • Planifier étapes • Passer d’une étape à l’autre • + Commander exécution (motricité) MT de l’action Mise en mémoire du but Effectuer (réaliser) le programme d’exécution

26. Le passage à l’acte : 2 voies Anticipat° du degré de satisfact° (d’adéquation aux buts) qui en résultera Région orbito-frontale Représentat° des effets de l’action Voie LENTE Voie RAPIDE, automatique (danger) Décision de mise en œuvre de l’action (motricité) • - Syst. Sous-cortical , gg de la base (Amygdale+++) - Objectifs à court terme, - Gère séquences brèves - EMOTIONS

27. Le passage à l’acte : 2 voies en compétition Décisionde mise en œuvre de l’action Passage à l’acte Voie LENTE Région orbito-frontale INHIBITION Voie RAPIDE, automatique (danger) • - Syst. Sous-cortical , gg de la base (Amygdale+++)

28. CONCLUSIONS PARTIELLES Conscient - Intention - représentation - Planification - décision MT REGULATION pro-active Comparateur NON conscient et automati-que • Mise en jeu coordonnée de nombreux réseaux : • Préfrontaux, • Cortex PM, Cortex moteur, + cervelet + Gg de la base • - Pariétal post + Voie dorsale Programmat°Motrice Facultatif Passage à l’acte REALISAT° EFFECTIVE MOUVEMENTS

29. Le geste : les supports cérébraux Projet de geste Régions Pré-frontales Représentat° & planification/ programmat° du geste = aspect cognitif Conception du geste en fct° du contexte + Contrôle et ajustement Régions pariétales + Cervelet, gg de la base, moelle épinière, nerfs moteurs Mise en route des organes effecteurs (sensoriels et moteurs) Effectuation du geste Régions Motrices et pré-motrices Réalisat° du geste = aspect neuromoteuret musculaires + Cervelet, gg de la base, moelle épinière, nerfs moteurs

30. Lorsqu’on parle de TAC et/ou de dyspraxies (tr. spécifique du développement du geste), l’un et/ou l’autre de ces réseaux peut être possiblement en cause

31. 1- La question de « la planification » du geste 2- La question des troubles de l’attention associés 3- Les arguments issus de la pathologie : diversité des troubles du geste Conclusion Plan

32. 2- L’association tr. du geste/tr. de l’attention Sources nombreuses et congruentes dès 2003 : • Harvey & Reid, 2003 : comorbidité entre TDAH et TAC • Piecher, Pieck & Hal, 2003 : 50% des TDAH ont des perf. Motrices inférieurs à la norme - Gillberg, 2003 : DAMP (déficit de l’attention, du contrôle moteur et de la perception) : regroupe les TDAH + TAC  TAC +TDAH ~ 30 à 50 % selon les études

33. 2- La question de l’association tr. du geste/tr. de l’attention • Hypothèses : • Liens bio-physio-neurologiques ?  le rôle de la dopamine ?  Les modèles de co-morbidité • Coût cognitif lié au contrôle gestuel et attention visuo-spatiale ? Le manque d’habileté motrice induirait un déficit attentionnel

34. Liens TAC/TDAH : hypothèses neuro-biologiques • Rôle de la dopamine (neuro-transmetteur) • Dans l’apprentissage moteur (striatum) • Dans la régulation attentionnelle (le méthylphénidate ou ritaline agit exclusivement sur la dopamine)

35. L’apprentissage moteur :(Halsband & Lange, 2006) 3 phases : • Phase initiale : Association des indices visuels, proprioceptifs et actes moteurs : adaptations par essais et erreurs en fct° du jugement de sa propre performance. • Processus en grande partie explicites, conscients • performances variables • La construction des associations sensori-motrices fait appel à des processus attentionnels • Dernière phase : Stabilisation et automatisation de la performance • Peu de contrôle ni d’attention requis • La tâche se maintient même si période d’inactivité (rétention = mémoire procédurale) • Phase intermédiaire Amélioration de la perf. Meilleure régularité de la perf.  Processus d’adaptation implicite (non conscient) = mise en place des programme moteurs

36. Reconfiguration de certains circuits neuronaux impliquant les boucles cortico-NGC-frontales, en particulier le striatum (dopamine) Activation cortex préfrontal (contrôle conscient, détection et correction d’erreurs, attention) + pariétal + cervelet

37. 2- La question de l’association tr. du geste/tr. de l’attention • Hypothèses : • Liens dans bio-physio-neurologiques ?  le rôle de la dopamine ?  Les modèles de co-morbidité : - Développement cérébral atypique (Kaplan, 1998) - Théorie cérébelleuse (M. Habib) - ??

38. 2- La question de l’association tr. du geste/tr. de l’attention • Tr. attention secondaire à l’insuffisance de ressources attentionnelles du fait même de la dyspraxie : le contrôle gestuel (visuo-spatial) consomme l’essentiel des ressources du sujet • Double-tâche = échec : attention + traitement gestuel et/ou visuo-spatial  Simple tâche = réussite (matériel ni visuo-spatial, ni gestuel)

39. Cliniquement : distinguer tr. intrinsèque de l’attention // tr. secondaireau pb gestuel ?

40. 1- La question de « la planification » du geste 2- La question des troubles de l’attention associés 3- Les arguments issus de la pathologie : diversité des troubles du geste Conclusions Plan

41. Geste et fct° exécutives : Synthèse • Le projet de geste ou intention préalable, • La représentation du but, la planification • La décision • Le comparateur et la régulation pro-active • L’intention motrice, la représentation du geste au format moteur : programmation motrice • Sa mise en œuvre (exécution simulée ou réalisée) Fct° exécutives +++ Fct° CPM + pariétal post + cervelet, NGC, …

42. Oui mais … Cliniquement, comment s’y retrouver ??

43. + lenteur toutes tâches motrices Symptômes Une « maladresse », un « retard », qui peut concerner : • Marcher, ramper, s’asseoir, monter/descendre escaliers… • Faire tomber des objets, • Maladresse d’utilisation d’outils (ciseaux, couverts, jardinage, bricolage) • Mauvais résultats sportifs, sauts, sauts à cloche-pied, jeux de ballons, vélo, balançoire, natation, escalade, skate, ……. • Mauvaise écriture • L’habillage, + se moucher, se coiffer, .. • Les jeux et activités de construction • [La parole] • [L’oculo-motricité] HETEROGEGEÏTE +++

44. Regrouper les symptômes ? 4 gr. d’enfants, Albaretet al (1995, 1999) Pb motricité fine (précision, rapidité)  dysgraphie et tr. visuo-constructifs Pb coordination digitale, tr du tonus, apraxie constructive et idéomotrice Retard psychomoteur sévère touchant tous les domaines + apraxies à tous les modes + lenteur + faible efficience verbale (= déficit intellectuel ) Retard psychomoteur, tr. de l’équilibre, grande imprécision gestuelle, tr. du tonus, pas d’apraxie

45. oui mais … ne répond pas à la question du repérage du rôle – ou non - des fct° exécutives dans l’anomalie gestuelle …

46. L. Vaivre-Douret (2001) • Dyspraxies visuo-spatiale ou visuo-constructive (~ 40%) • Pb avec puzzles, pb visuo-moteurs, visuo-spatiaux, cubes, arithmétique et écriture • Dyspraxies idéo-motrices (~ 12%) • Pb reproduction de gestes, mimes, gnosies digitales • lenteur exécution, pb équilibre, pb intégration spatiale du corps, • dextérité manuelle, écriture • Forme mixte (~ 40 %)

47. oui mais … ne répond pas à la question du repérage du rôle – ou non - des fct° exécutives dans l’anomalie gestuelle …

48. CL Gérard, M Dugas (1991, 2005) • Dyspraxie de type 1 : pb de déroulement du geste • tr. élémentaire affectant postures, coordinations manuelles et articulations • Dyspraxies de type 2 : pb pensée spatiale (pb dvlpmt pensée non égocentrique) • Dyspraxie de type 3 : pb régulation exécutive de l’action • association fréquente maladresse et tr. attentionnels +/- hyperactivité

49. Dewey et Kaplan (1994) – O’Hare (1999) (d’après Roy & Square, 1985) • Système conceptuel • connaissances des fct° des objets et outils • connaissances des actions indépendantes des outils mais où ils peuvent être incorporés • connaissances relatives à la sériation d’actions simples en une séquence • Système de production • génération et coordination des mvts • contrôle automatisé Pb de représentat°abstraite du geste (fct° pré-frontales, exécutives) Pb de Programmat° //Réalisation(Fct° CPF + pariétales post + nyx de la base + cervelet)

50. Testé par : reconnaissance, description verbale et utilisation d’objets, sur OO et imitation • L’enfant est conscient de son échec • Il reconnait les bons schèmes • Il peut verbaliser l’action (ses séquences, les prises, les orientations de la main, de l’outil, …)