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Sujet de Thèse : Etude du système visuel ventral dans l’épilepsie du lobe temporal à partir d’une nouvelle approche en électrophysiologie
Dates : 2017/10/01 - 2020/09/30
Directeur(s) CRAN : Louis MAILLARD
Autre(s) Directeur(s) : DR ROSSION Bruno (rossionbruno@gmail.com)
Description : 1. Contexte
Parmi les régions impliquées dans le traitement de haut niveau des objets visuels, le cortex ventral occipito-temporal (VOTC)
est une structure clé dont l’activation et sa latéralisation varient selon le type d’objets visuels présentés. Ainsi, la première
étude de neuroimagerie dans le domaine (Sergent et al., 1992) mettait en évidence l’activation d’un plus grand réseau pour le
traitement des visages que pour le celui d’autres objets visuels. Ce réseau cortical engage les parties ventro-médianes du
cerveau, préférentiellement à droite, et notamment le gyrus fusiforme (Kanwisher et al., 1997, 2017 ; Rossion et al., 2012 ; Zhen
et al., 2015). Les mots visuels présentent une activation préférentielle à gauche, dans un réseau impliquant le cortex occipito-
temporal (Cohen et al., 2000).
Au-delà de ces régions postérieures impliquées dans l’élaboration de représentations visuelles complexes (« perception »), il a
également été montré une implication du lobe temporal antérieur (ATL) et médian (MTL) dans la reconnaissance d’objets visuels,
impliquant la mémoire.
Par la spécificité de son atteinte, l’épilepsie du lobe temporal constitue un modèle particulièrement adapté pour étudier cette
question. En effet, l’épilepsie temporale est la forme d’épilepsie focale, invalidante réfractaire aux médicaments antiépileptiques
la plus fréquente. Son traitement consiste à identifier et délimiter la zone d’origine des crises (le plus souvent non visible en
IRM) en vue d’une exérèse chirurgicale. L’épilepsie du lobe temporal et son traitement chirurgical affectent de façon variable la
reconnaissance visuelle. Une lésion ou un dysfonctionnement du lobe temporalsont susceptibles de générer des déficits en
lecture, en reconnaissance des visages célèbres ou des proches, en reconnaissance des lieux connus ou encore en
reconnaissance des objets. Du fait du dysfonctionnement temporal puis de la résection qui empêchent la mise en œuvre de
certains processus (notamment de haut-niveau, du fait de l’altération de la mémoire sémantique ou épisodique ), cette
population se montre intéressante à étudier dans le cadre de ce projet de recherche car la dissociation entre VOTC préservé et
ATL / MTL altérés peut être ainsi ciblée. Ainsi, les fonctions de perception visuelle devraient être essentiellement préservées chez
ces patients, tandis que les capacités en mémoire sémantique et épisodique sont fréquemment déficitaires, ce qui nous
permettrait d’écarter la possible influence des structures antérieures (ATL et MTL) sur le VOTC et par là des processus mnésiques
susceptibles d’influencer des tâches de discrimination.
2. Objectifs
- (1) Clarifier le rôle des différentes structures du lobe temporal au sein du système visuel ventral en dissociant les fonctions
du VOTC, de l’ATL et du MTL en s’appuyant sur la technique de stimulation visuelle périodique rapide (SVPR) couplée à
l’électroencéphalogramme (EEG).
- (2) Evaluer la capacité de cette approche neurophysiologique à appréhender de manière objective les troubles cognitifs
observés chez les patients atteints d’une pathologie neurologique (ici, l’épilepsie temporale).
3. Méthode
1. Potentiels évoqués par stimulation visuelle périodique rapide
Dans le cadre de ce projet de recherche, nous utiliserons la méthode de stimulation visuelle périodique rapide (SVPR ou FPVS,
Fast Periodic Visual Stimulation en anglais), couplée à l’enregistrement des signaux électroencéphalographiques (EEG) de
surface. Le paradigme standard de cette technique, développée au cours des dernières années par les chercheurs du Face
Categorization Lab (FCL) (Rossion & Boremanse, 2001 ; Liu-Shuang et al., 2014), consiste à présenter des visages identiques à la
fréquence de 6Hz (c.-à-d. 6 visages par seconde) pendant environ 1 minute, avec un changement d’identité du visage tous les 5
stimuli (Figure 2A). Ce paradigme FPVS en « oddball » permet d’obtenir une signature électrophysiologique de la discrimination
individuelle des visages, observée à 6Hz / 5 = 1,2Hz, et ses harmoniques (multiples de 1,2Hz) (Figure 2B).
2. Population étudiée
Des sujets sains et des patients ayant une épilepsie temporale réfractaire se verront présenter des séquences SVPR mesurant la
discrimination des visages familiers et non-familiers sur le plan des représentations visuelles, le traitement des mots et leur
mise en relation avec le concept sémantique sous-jacent, la reconnaissance de visages célèbres et leur intégration avec les
informations biographiques, la mémorisation de mots, de visages ou de scènes visuelles. Nous prévoyions d’inclure 50 sujets
sains et 30 patients sur 2 ans. En fonction des recrutements de patients, nous comparerons les réponses obtenues chez les
patients ayant une atteinte gauche et ceux ayant une atteinte droite. De plus, tous les patients seront soumis à une batterie de
tests neuropsychologiques évaluent les fonctions cognitives globales.
4. Résultats attendus
Au niveau du groupe « patient », nous nous attendons à une diminution significative de l’amplitude des réponses
électrophysiologiques par stimulation visuelle périodique rapide selon la localisation de l’épilepsie temporale
(antérieure/postérieure ; gauche/droite) et le processus cognitif étudié (discrimination visuelle, accès aux informations
sémantiques, stockage puis récupération d’une information), par rapport aux sujets sains. Nous prédisons également une plus
forte variabilité des réponses au sein de la population épileptique par rapport aux sujets sains car les caractéristiques
cliniques (âge de début de l’épilepsie, traitement antiépileptique, fréquence des crises, présence de sclérose hippocampique ou
non, etc…) diffèrent d’un patient à l’autre.
Au niveau des corrélations entre mesures électrophysiologiques et résultats comportementaux de l’évaluation
neuropsychologique, nous prédisons une corrélation plus forte chez les patients atteints d’épilepsie à droite que chez les
patients atteints d’épilepsie à gauche, chez qui la variabilité dans les tâches comportementales pourrait être en partie due à des
facteurs verbaux qui ne devraient pas affecter la réponse SVPR.
Mots clés : Stimulation visuelle périodique rapide– épilepsie du lobe temporal – reconnaissance visuelle – EEG 0
Conditions : trois ans, Centre de Recherche en Automatique de Nancy, bourse doctorale, master 2 de neuropsychologique, expérience en
recherche, expérience en électrophysiologie, expérience en neuropsychologie clinique
Département(s) :
Santé - Biologie - Signal
Financement : bourse doctorale