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128 Effets à court terme de l’apprentissage sur la réponse du diaphragme à la stimulation transcrânienne chez l’homme : arguments contre l’existence d’une métaplasticité
Journées des Recherches Respiratoires
128 Effets à court terme de l’apprentissage sur la réponse du diaphragme à la stimulation transcrânienne chez l’homme : arguments contre l’existence d’une métaplasticité A. Demoule1, E. Verin2, T. Similowski1
M. Raux1, C. Straus1, S. Redolfi1, C. Morelot-Panzini1, A. Couturier2, F. Hug2, M. Zelter1, JP. Derenne1, T. Similowski1
1
1 Université
2 Service
2 Laboratoire
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Introduction : Les muscles respiratoires ont pour particularité de répondre à une double commande centrale, bulbospinale (ventilation nécessaire aux besoins métaboliques) et corticospinale (manoeuvres respiratoires volontaires ou utilisation de l’appareil respiratoire pour des actions non respiratoires). Cette différence par rapport aux muscles locomoteurs pourrait être la source d’une métaplasticité (modification de la capacité à exprimer une plasticité en raison d’une « exposition » préalable) [1]. Partant du constat d’une utilisation prédominante, par des sujets naïfs, des muscles inspiratoires extra-diaphragmatiques lors d’inspirations volontaires, nous avons testé l’hypothèse d’une métaplasticité diaphragmatique en étudiant l’effet sur la réponse du diaphragme à la stimulation magnétique transcrânienne (SMT) d’un apprentissage simple visant à privilégier la contraction du diaphragme lors de telles inspirations. Méthodes : Huit volontaires sains (7 femmes) ont pris part à 3 séances expérimentales à une semaine d’intervalle, les 2 premières (T1, T2) chez les sujets naïfs, la troisième (T3) après un apprentissage spécifique de la commande diaphragmatique volontaire. Ont été étudié les potentiels évoqués moteurs (PEM) du diaphragme (Di) et du muscle court abducteur du pouce (ABP) en réponse à des SMT non-focales et focales, en conditions de relaxation puis avec facilitation. Les différences entre T1, T2, et T3 ont été recherchées par analyse de variance pour mesures répétées. Résultats : À T1 et T2, les caractéristiques des PEM étaient similaires, conformes aux données de la littérature. À T3, les latences des PEMdi (SMT non focale) étaient significativement plus courtes en conditions de relaxation (moy. 17,3 vs 15,6 ms ; p < 0,05). Les latences des PEMapb n’étant pas modifiées. Le seuil de réponse du diaphragme était significativement abaissé, et la zone du scalp à partir de laquelle la SMT focale évoquait un PEMdi était plus étendue (16,2 sites vs 9,4 ; p < 0,05). Conclusion : Après un apprentissage simple, la réponse du diaphragme à la SMT subit des modifications comparables à celle décrites pour les muscles locomoteurs. Ceci plaide pour une plasticité à court terme préservée et donc contre une métaplasticité induite par la commande diaphragmatique bulbospinale.
Introduction : Face à une charge mécanique, l’animal comme l’homme anesthésié hypoventile. A l’inverse, l’homme éveillé maintient sa ventilation. Cette particularité sous-tend l’existence d’un mécanisme de compensation supra-pontique complétant les mécanismes de régulation ventilatoire situées au niveau du tronc cérébral. Ce travail étudie l’activation du cortex prémoteur au cours de la réponse ventilatoire à l’application d’une charge inspiratoire. Méthodes : L’activité électroencéphalographique (EEG) (Cz-A+) et le débit ventilatoire de 10 sujets sains (19 à 34 ans, 7 femmes) ont été enregistrés en ventilation spontanée, en inspiration de CO2 (7 %), lors de l’application d’une charge mécanique inspiratoire résistive (CIR) ou à seuil (CIS) et lors de manœuvres de reniflement maximal volontaires (sniffs). Un moyenage de 80 segments d’EEG d’une durée de 3 s, débutant 2,5 s avant l’inspiration, était effectué à la recherche d’un un potentiel prémoteur (PPM) pré-inspiratoire. Ce PPM se définit comme une négativité électrique précédant le mouvement, témoin de l’activation du cortex prémoteur. Résultats : Un PPM a précédé les sniffs chez tous les sujets (latence 1451 ± 285 ms). Il a précèdé l’inspiration contre une CIS chez 90 % d’entre eux (latence 1299 ± 296 ms) et l’inspiration contre une CIR dans 90 % des cas (latence 1637 ± 452 ms). Tous les sujets ont présenté un PPM en réponse à au moins une des deux charges mécaniques. La ventilation spontanée n’a jamais été précédée de PPM, sauf chez un sujet. Aucun PPM n’a été enregistré au cours de la ventilation hypercapnique. La reproductibilité de ces résultats a été vérifiée chez 4 sujets après un délai de quelques semaines. Conclusion : Chez l’homme éveillé, la réponse ventilatoire – qualifiée de « comportementale » – face à une charge inspiratoire mécanique, est sous la dépendance du cortex prémoteur. Ce résultat apporte de nouvelles perspectives à la compréhension du contrôle ventilatoire lors des pathologies caractérisées par l’existence d’une charge inspiratoire, tel l’asthme.
UPRES EA 2397, Université Pierre et Marie Curie-Paris 6, Paris, France. de Physiologie, CHU de Rouen et GRHV EA 3830, Université de Rouen, Rouen, France.
Mots-clés : Contrôle ventilatoire • Physiologie.
Référence 1
580
129 Activation du cortex prémoteur en réponse à l’application d’une charge inspiratoire chez l’homme
Trends Neurosci 1996 ; 19 : 126-30.
Rev Mal Respir 2006 ; 23 : 509-91
Pierre et Marie Curie-Paris 6, UPRES EA 2397, Paris, France. de Biomécanique et Physiologie, Institut National du Sport (INSEP), Paris, France.
Mot-clé : Contrôle ventilatoire.
128 Effets à court terme de l’apprentissage sur la réponse du diaphragme à la stimulation transcrânienne chez l’homme : arguments contre l’existence d’une métaplasticité A. Demoule1, E. Verin2, T. Similowski1
M. Raux1, C. Straus1, S. Redolfi1, C. Morelot-Panzini1, A. Couturier2, F. Hug2, M. Zelter1, JP. Derenne1, T. Similowski1
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2 Service
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Introduction : Les muscles respiratoires ont pour particularité de répondre à une double commande centrale, bulbospinale (ventilation nécessaire aux besoins métaboliques) et corticospinale (manoeuvres respiratoires volontaires ou utilisation de l’appareil respiratoire pour des actions non respiratoires). Cette différence par rapport aux muscles locomoteurs pourrait être la source d’une métaplasticité (modification de la capacité à exprimer une plasticité en raison d’une « exposition » préalable) [1]. Partant du constat d’une utilisation prédominante, par des sujets naïfs, des muscles inspiratoires extra-diaphragmatiques lors d’inspirations volontaires, nous avons testé l’hypothèse d’une métaplasticité diaphragmatique en étudiant l’effet sur la réponse du diaphragme à la stimulation magnétique transcrânienne (SMT) d’un apprentissage simple visant à privilégier la contraction du diaphragme lors de telles inspirations. Méthodes : Huit volontaires sains (7 femmes) ont pris part à 3 séances expérimentales à une semaine d’intervalle, les 2 premières (T1, T2) chez les sujets naïfs, la troisième (T3) après un apprentissage spécifique de la commande diaphragmatique volontaire. Ont été étudié les potentiels évoqués moteurs (PEM) du diaphragme (Di) et du muscle court abducteur du pouce (ABP) en réponse à des SMT non-focales et focales, en conditions de relaxation puis avec facilitation. Les différences entre T1, T2, et T3 ont été recherchées par analyse de variance pour mesures répétées. Résultats : À T1 et T2, les caractéristiques des PEM étaient similaires, conformes aux données de la littérature. À T3, les latences des PEMdi (SMT non focale) étaient significativement plus courtes en conditions de relaxation (moy. 17,3 vs 15,6 ms ; p < 0,05). Les latences des PEMapb n’étant pas modifiées. Le seuil de réponse du diaphragme était significativement abaissé, et la zone du scalp à partir de laquelle la SMT focale évoquait un PEMdi était plus étendue (16,2 sites vs 9,4 ; p < 0,05). Conclusion : Après un apprentissage simple, la réponse du diaphragme à la SMT subit des modifications comparables à celle décrites pour les muscles locomoteurs. Ceci plaide pour une plasticité à court terme préservée et donc contre une métaplasticité induite par la commande diaphragmatique bulbospinale.
Introduction : Face à une charge mécanique, l’animal comme l’homme anesthésié hypoventile. A l’inverse, l’homme éveillé maintient sa ventilation. Cette particularité sous-tend l’existence d’un mécanisme de compensation supra-pontique complétant les mécanismes de régulation ventilatoire situées au niveau du tronc cérébral. Ce travail étudie l’activation du cortex prémoteur au cours de la réponse ventilatoire à l’application d’une charge inspiratoire. Méthodes : L’activité électroencéphalographique (EEG) (Cz-A+) et le débit ventilatoire de 10 sujets sains (19 à 34 ans, 7 femmes) ont été enregistrés en ventilation spontanée, en inspiration de CO2 (7 %), lors de l’application d’une charge mécanique inspiratoire résistive (CIR) ou à seuil (CIS) et lors de manœuvres de reniflement maximal volontaires (sniffs). Un moyenage de 80 segments d’EEG d’une durée de 3 s, débutant 2,5 s avant l’inspiration, était effectué à la recherche d’un un potentiel prémoteur (PPM) pré-inspiratoire. Ce PPM se définit comme une négativité électrique précédant le mouvement, témoin de l’activation du cortex prémoteur. Résultats : Un PPM a précédé les sniffs chez tous les sujets (latence 1451 ± 285 ms). Il a précèdé l’inspiration contre une CIS chez 90 % d’entre eux (latence 1299 ± 296 ms) et l’inspiration contre une CIR dans 90 % des cas (latence 1637 ± 452 ms). Tous les sujets ont présenté un PPM en réponse à au moins une des deux charges mécaniques. La ventilation spontanée n’a jamais été précédée de PPM, sauf chez un sujet. Aucun PPM n’a été enregistré au cours de la ventilation hypercapnique. La reproductibilité de ces résultats a été vérifiée chez 4 sujets après un délai de quelques semaines. Conclusion : Chez l’homme éveillé, la réponse ventilatoire – qualifiée de « comportementale » – face à une charge inspiratoire mécanique, est sous la dépendance du cortex prémoteur. Ce résultat apporte de nouvelles perspectives à la compréhension du contrôle ventilatoire lors des pathologies caractérisées par l’existence d’une charge inspiratoire, tel l’asthme.
UPRES EA 2397, Université Pierre et Marie Curie-Paris 6, Paris, France. de Physiologie, CHU de Rouen et GRHV EA 3830, Université de Rouen, Rouen, France.
Mots-clés : Contrôle ventilatoire • Physiologie.
Référence 1
580
129 Activation du cortex prémoteur en réponse à l’application d’une charge inspiratoire chez l’homme
Trends Neurosci 1996 ; 19 : 126-30.
Rev Mal Respir 2006 ; 23 : 509-91
Pierre et Marie Curie-Paris 6, UPRES EA 2397, Paris, France. de Biomécanique et Physiologie, Institut National du Sport (INSEP), Paris, France.
Mot-clé : Contrôle ventilatoire.