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Journal Français d'Ophtalmologie
Vol 27, N° 9-C2  - novembre 2004
pp. 72-86
Doi : JFO-11-2004-27-9-C2-0181-5512-101019-ART07
Réponse corticale dans la DMLA (Deuxième partie)
Étude en IRM fonctionnelle
 

T.-H. Nguyen [1], J.-L. Stievenart [1], J.-C. Saucet [2], J.-F. Le Gargasson [2], Y.-S. Cohen [2], M. Pelegrini-Issac [2], Y. Burnod [2], M.-T. Iba-Zizen [1], E.-A. Cabanis [1]
[1] Service de Neuro-Imagerie, CHNO des XV-XX, UPMC P6, CNRS UMR 6569, UPR 2147,
[2] INSERM U483, Plasticité cérébrale et adaptation des Fonctions Visuelles et Motrices, Paris, France.

Tirés à part : T.-H. NGuyen [1]

[3] , Service de Neuro-Imagerie, CHNO des XV-XX, 28, rue de Charenton, 75571 Paris Cedex 12. thnguyenfr@yahoo.fr

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Réponse corticale dans la DMLA (Deuxième partie).
Étude en IRM fonctionnelle

Objectif, matériel et méthodes : Évaluation en IRM fonctionnelle de la réponse corticale, après stimulation visuelle chez des sujets atteints de DMLA néovasculaire après photocoagulation. Les atteintes sont unilatérales chez 5 patients et bilatérales chez 5 patients. Cinq témoins sont également explorés selon les mêmes modalités.

Résultats : Sur les 10 patients, 8 montrent des réponses corticales significatives, ainsi que 4 des 5 témoins. Nous avons effectué une comparaison individuelle des stimulations des côtés sain et atteint, du fait du nombre restreint de patients et de l’hétérogénéité du tableau clinique des groupes examinés. Chez les témoins, une stimulation du cortex visuel primaire, notamment en projection maculaire et périmaculaire bi-hémisphérique, a été observée. Les patients présentaient une restriction quantitative de la réponse corticale, une exclusion du cortex visuel primaire à projection maculaire après stimulation de l’œil atteint, une activation étendue des aires visuelles péristriées et secondaires et une asymétrie hémisphérique de réponse corticale pour certains sujets.

Discussion : Cette étude montre une relative correspondance entre l’importance de l’atteinte clinique et l’activation corticale pour chaque sujet. Cependant, elle a révélé certaines particularités. i) À acuité visuelle comparable, la réponse corticale varie d’un patient à l’autre ; outre la compliance subjective du patient, la persistance de zones rétiniennes maculaires intra-lésionnelles encore fonctionnelles pourrait influer sur la fonction visuelle objective. ii) L’asymétrie hémisphérique correspondrait à une modification du champ visuel due à la déviation du regard vers une néomacula latéralisée. iii) L’activation notable des aires secondaires suggère une modification des interactions neuronales visuelles, par levée du feed-back négatif par le cortex strié maculaire. iv) Les modèles d’activation corticale doivent tenir compte de paramètres physiologiques spécifiques induisant une variabilité de la réponse vasculaire du sujet âgé.

Conclusion : Malgré la difficulté de l’exploration, nous avons abouti à des observations reproductibles de réponse cérébrale dans la DMLA révélant un appauvrissement de l’activation corticale primaire et un renforcement des aires périphériques. Ces premiers résultats devront être validés dans une plus grande population de sujets atteints de DMLA, qui fera l’objet au préalable d’une information adéquate.

Abstract
Cortical response to age-related macular degeneration (Part II). Functional MRI study

Purpose and materials: To evaluate the cortical response to visual stimulation in patients with age-related macular degeneration (ARMD), we conducted a functional MRI study in ten patients presenting unilateral or bilateral ARMD and five age-matched controls, using white flashes during activation phases (see Part I).

Results: After anatomical conformation, eight patients and four controls showed significant cortical hemodynamic response to monocular stimulations. Individual analysis was preferred to group evaluation, because of the differences in visual loss in a small number of patients. In controls, we observed cortical response in the primary visual cortex, especially at occipital poles corresponding to the macula. Patients showed a qualitative and quantitative restriction in cortical response and exclusion of occipital poles after stimulation of the affected eye, whereas activation was found in the peripheral striate and peristriate cortex. Cortical response showed hemispheric asymmetry in some patients.

Discussion: Our study demonstrated an activation defect in the macular projected striate cortex, corresponding to visual impairment in ARMD patients. Nevertheless, at a given visual acuity, cortical response may vary among subjects. Patients' subjective apprehension may account for such variations, as well as objective visual capacity stemming from residual functional retinal areas within the affected macula. The hemispheric asymmetry in cortical activation may result from gaze deviation onto the new fixation area in the perimacular retina, thus altering the global visual field. Enhancement in the peripheral striate and peristriate areas suggests changes in cortical interactions, possibly by a lowering of the feedback from macular projected V1. Finally, cortical evaluations must take into account degenerative phenomena delaying the hemodynamic response in the elderly.

Conclusion: Aiming at a specific population of weakened patients with a serious visual impairment, we obtained significant results concerning cortical plasticity for visual perception in central vision deletion. Our preliminary findings must be confirmed in a larger population and correlated with other techniques exploring vision, in particular with multifocal electroretinography for retinal evaluation.


Mots clés : DMLA , plasticité corticale , rétrocontrôle neuronal , IRM fonctionnelle

Keywords: ARMD , cortical plasticity , cortical feedback , functional MRI


OBJECTIF

Nous avons cherché à évaluer la réponse corticale dans le cadre d’une dégénérescence maculaire du sujet âgé. Dix patients présentant une dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA) de forme néovasculaire après photocoagulation, ainsi que 5 témoins de même tranche d’âge ont été explorés (voir description complète en Première Partie). L’évaluation clinique a mis en évidence l’acuité visuelle résiduelle, dans ces cas uni- ou bilatéraux, l’existence éventuelle d’un nouveau point de fixation rétinien. Une angiographie à la fluorescéine et un examen par ophtalmoscopie à balayage laser pour certains patients complètent le bilan, établissant le diamètre de destruction papillaire.

Suite au bilan ophtalmologique, une étude en IRM fonctionnelle a été réalisée afin d’évaluer la réponse vasculaire du cortex visuel après stimulation par flashes lumineux. Les images IRM, anatomiques et fonctionnelles sont secondairement analysées pour mettre en évidence les variations de signal consécutives à l’activation neuronale des cortexvisuels primaires et secondaires (1re partie).

MÉTHODES D’ANALYSE
Recalage anatomique

Le réalignement anatomique est indispensable pour corriger les déplacements éventuels entre les volumes acquis. En utilisant le logiciel SPM 99 (Statistical Parametric Mapping, The Wellcome Department of Cognitive Neurology, Institute of Neurology, London, UK) [1] [2] [3] [4] [5], nous avons procédé à quatre étapes successives de conformation spatiale :

  • une interpolation temporelle (« slice timing ») afin de compenser le décalage d’acquisition dans le temps entre la première et la dernière acquisition dans un volume ;
  • une réorientation des séquences : correction des déplacements en translation ou rotation observés entre les séquences ;
  • la détermination d’un repère commun sur les axes x, y et z. On choisit un repère visible dans toutes les séries, l’aboutissement de l’ampoule de Galien à l’origine du sinus droit, avec visualisation du flux veineux en hypersignal net en séquences d’écho de gradient (hyposignaux de turbulences également bien visibles). Le choix de ce repère permet de corriger les décalages de l’origine survenant à chaque programmation de séquences (il est surtout évident entre les séquences fonctionnelles et anatomiques où les origines des plans de coupe sont a priori différentes) ;
  • un réalignement entre les volumes de chaque série fonctionnelle : il est convenu de retenir jusqu’à 2 mm de décalage dans les 3 plans de l’espace pour pouvoir effectuer un réalignement satisfaisant ;
  • un lissage des images (FWHM à 4 mm) pour éliminer les phénomènes de bruit de hautes fréquences.

Le recalage est effectué selon les variations anatomiques de chaque sujet, sans normalisation sur un volume de référence (« template »), l’étude étant orientée vers une analyse individuelle (voir résultats).

Analyse statistique

Nous avons utilisé le modèle linéaire général proposé par le logiciel SPM. Dans le but de recueillir le maximum de signal, nous avons pris pour modèle de la réponse attendue, la convolution d’une réponse en créneau (« box car ») et de la fonction de réponse hémodynamique (hrf).

Le modèle entérine la comparaison des sessions de stimulation monoculaire en considérant deux paramètres d’activation consécutifs. La réponse hémodynamique survient habituellement 5 à 10 secondes après l’activation neuronale. Nous n’avons pas considéré de retard vasculaire supplémentaire en rapport avec l’âge du patient [6], [7]. Ce qui est désigné par « amplitude » dans la suite du texte est la mesure de la conformité de la réponse observée avec ce modèle.

La distribution rétinotopique du cortex visuel a été étudiée en IRM fonctionnelle [8] [9] [10] [11]. La projection de l’impact maculaire se situe dans la partie postérieure du cortex strié. Au fur et à mesure que l’impact visuel se dirige vers la périphérie, elle se projette plus en avant dans le cortex strié et forme à l’extrême périphérie une projection dans la région occipitale antérieure en regard de la scissure pariéto-occipitale [9], [10]. Cette rétinotopie n’est pas linéaire, le cortex dédié à la macula (que nous appelons cortex de projection maculaire) étant d’extension particulièrement importante par rapport au cortex périphérique.

Nous n’avons pas envisagé d’effectuer un bilan fonctionnel en vue d’une cartographie des différentes aires visuelles chez les sujets âgés pour lesquels l’étude fonctionnelle limitée à des stimulations monoculaires se révèle déjà difficile. Nous nous sommes concentrés sur l’étude des régions occipitales, et si possible les régions temporales et pariétales visualisées dans le volume d’étude. Sur la base des localisations rapportées dans la littérature, nous avons choisi d’effectuer une comparaison statistique des activations produites dans ces différentes aires.

Au niveau du cortex strié, nous proposons une partition des berges de la scissure calcarine en trois régions d’étendue égale (postérieure, intermédiaire et antérieure). La région occipitale postérieure reçoit en grande partie les projections neuronales en provenance de la macula (V1M). La région intermédiaire représente la rétine périmaculaire (V1PM) et la région occipitale antérieure la périphérie rétinienne (V1PP).

Plus latéralement, les zones d’intérêt relevées de part et d’autre de la scissure calcarine en parallèle avec la partition sus-décrite se répartit en aires péristriées, en une région occipitale postérieure, intermédiaire et antérieure (V+P, V+I et V+A). Des activations en région temporales et pariétales sont également consignées, certaines pouvant se projeter sur des aires spécifiques (V4, V5 entre autres).

Au total, nous avons relevé les valeurs statistiques de 12 régions d’intérêt soit 6 régions en V1 pour les hémisphères droit et gauche et 6 régions en aires péristriées, à quoi s’ajoutent les aires visuelles d’associations éventuellement activées.

Une étude statistique par session d’activation (œil droit, œil gauche) est effectuée à l’aide du test-t de Student. Les valeurs obtenues permettent d’établir une cartographie d’activation corticale pour chaque session. Les seuils utilisés sont adaptés à chaque patient (seuil corrigé pour les comparaisons multiples implicites, ou non corrigé, avec une valeur plus basse du seuil).

Dans un deuxième temps, dans les régions d’intérêt, un test de Fischer permet de comparer les groupes de voxels (clusters) anatomiquement superposables, après activation par l’œil droit puis gauche (seuil non corrigé, p ≪ 0,001).

RÉSULTATS
Recalage anatomique

La comparaison des images anatomiques et fonctionnelles montre un décalage entre les localisations spatiales des réponses anatomiques et fonctionnelles pour 6 des 10 patients, et pour 1 témoin. Dans le cas des patients âgés atteints de DMLA, le décalage apparaît visuellement plus net, avec un déplacement en translation, et surtout en rotation, en rapport avec la rotation céphalique. L’appréciation quantitative du déplacement est objectivée par l’étape de réalignement spatial. Huit patients présentent un décalage global inférieur à 2 mm, dans les limites acceptables pour la procédure réalignement. On retrouve chez les témoins 4 patients ayant un décalage inférieur à 2 mm ; le réalignement a permis de mieux ajuster les volumes anatomiques et fonctionnels.

Le choix de la jonction ampoule de Galien/sinus droit comme repère anatomique a permis d’effectuer un centrage homogène pour toutes les séries IRM chez l’ensemble des patients et témoins.

Analyse statistique

Du fait de la disparité de l’atteinte clinique et du faible nombre de sujets examinés, nous avons effectué une étude individuelle et comparé la réponse corticale après stimulation de l’œil droit à celle de l’œil gauche en fonction des éléments cliniques d’exploration de la fonction visuelle.

Lors de l’analyse de chaque session, 7 des 8 patients retenus présentaient une réponse à un seuil non corrigé (p ≪ 0,001 pour 4 patients ; p ≪ 0,005 pour 2 patients) et un patient à un seuil corrigé (p ≪ 0,05). De même pour les 4 témoins retenus, 3 ont donné des réponses statistiquement significatives à un seuil corrigé (p ≪ 0,05) et 1 témoin à un seuil non corrigé (p ≪ 0,001).

L’analyse statistique de la réponse hémodynamique s’est déroulée en plusieurs étapes :

  • établissement d’une cartographie de la réponse hémodynamique : étude qualitative ;
  • étude des voxels remarquables : les valeurs du test-t de Student et les courbes moyennes temporelles de réponse ont permis un relevé quantitatif du nombre des voxels d’activation selon les régions indiquées dans la méthodologie ;
  • comparaison entre les réponses après stimulation des yeux droit et gauche d’un même sujet (test F) ;
  • et évaluation d’une latéralité prédominante des réponses hémisphériques droite et gauche.

Témoins (tableau I)

Les 4 témoins retenus présentent une acuité visuelle supérieure à 8/10e ; 3 ont une acuité similaire pour les 2 yeux. Pour 3 témoins, l’existence d’une cataracte débutante n’a pas altéré significativement l’acuité visuelle. Un témoin (S.M.) a des antécédents de glaucome bilatéral, mais garde une acuité visuelle de 9/10e identique aux 2 yeux.

Pour l’ensemble des témoins, la réponse bihémisphérique est symétrique. On retrouve l’activation habituelle des cortex occipitaux à projection maculaire avec des valeurs statistiques élevées, et des cortex périmaculaires ou périphériques.

Les résultats du témoin D.D. sont particulièrement représentatifs (fig. 1). Chez ce sujet féminin (œil droit prédominant) présentant une fonction visuelle symétrique, et une cataracte droite débutante, on obtient une correspondance de la réponse corticale aux stimulations monoculaires notamment dans le cortex visuel primaire, avec symétrie de l’activation corticale bihémisphérique à projection maculaire. L’œil droit prédominant induit une activation corticale plus importante dans les aires péristriées (F = 22,54 ; 3 voxels (vx) en V+ (cortex péristrié) hémisphérique gauche). L’activation corticale reste limitée dans et autour de V1 (cortex visuel), en rapport avec la nature et la topographie du stimulus (voir méthodologie).

L’ensemble des résultats figure dans l’annexe 1.

Patients (tableau II)

Parmi les 8 patients retenus dans cette étude, 3 ont une atteinte unilatérale et 5 une atteinte bilatérale. Les résultats individuels sont résumés dans le tableau II ; nous évoquons en exemple un cas d’atteinte unilatérale et un cas d’atteinte bilatérale (annexe 2 pour l’ensemble des résultats).

Atteinte unilatérale : patient B.D. (fig. 2)

Le patient présente une atteinte unilatérale évoluée avec une acuité visuelle résiduelle de 2/100e de l’œil droit, un point rétinien de fixation à 3 h et une destruction maculaire mesurée à un diamètre d’environ 2 dp. L’acuité visuelle de l’œil gauche est de 7/10e.

Qualitativement, la comparaison des cartographies d’activation (test t – activation de l’œil droit puis de l’œil gauche) permet d’objectiver une distribution comparable des zones activées dans la région corticale visuelle primaire, mais différente quant à l’amplitude de la réponse.

À un seuil corrigé (p ≪ 0,05), la comparaison inter-session confirme une différence de réponse aux stimulations. Au niveau du cortex visuel primaire, le cortex de projection maculaire dans l’hémisphère gauche (V1Mg) montre une amplitude d’activation (valeur T) et une surface d’activation (nombre de voxels) moindres après stimulation de l’œil droit atteint (T(OD) = 6,19 et 5 vx ; T(OG) = 10,96 et 50 vx ; valeur du test de Fischer en comparaison inter-sessions F = 25,45 et 12 vx). Dans l’hémisphère droit, une faible activation du cortex de projection maculaire est retrouvée lors de la stimulation de l’œil gauche, absente pour l’œil droit atteint (T(V1Md) = 5,47 et 4 vx pour l’œil gauche).

Au niveau du V1 périmaculaire hémisphérique gauche (V1PMg), on observe une activation forte et comparable par stimulation des 2 yeux (T(OD) = 10,53 et 77 vx ; T(OG) = 10,39 et 69 vx), tandis qu’au niveau du V1 périmaculaire hémisphérique droit (V1PMd), l’activation est moindre après stimulation de l’œil droit (F = 15,40 et 8 vx).

En V1 à projection rétinienne périphérique V1PP, on trouve une activation comparable par les deux yeux au niveau des 2 hémisphères.

Dans la région corticale péristriée V+, on observe une activation accrue par l’œil atteint, en particulier au niveau de la région occipitale antérieure hémisphérique droite (V+A) (T(OD) = 7,09 et 31 vx ; T(OG) = 5,62 et 6 vx).

Le relevé du nombre des voxels activés montre une asymétrie de réponse des hémisphères droit et gauche. L’hémisphère gauche a répondu particulièrement dans le cortex visuel primaire à la stimulation, notamment en V1 maculaire et périmaculaire. Pour le cortex péristrié, et en particulier dans sa partie antérieure, on retrouve l’activation surtout pour l’hémisphère droit.

Les valeurs de T comparant les stimulations œil droit/œil gauche dans les régions d’intérêt sont reportées dans le tableau II.

Atteinte bilatérale : patiente F.M. (fig. 3)

Elle présente une atteinte bilatérale notamment à gauche (AVOD = 1/10e et AVOG = 2/100e). L’œil droit est prédominant, la fixation ODG à 9 h et la destruction maculaire bilatérale étendue à 3dp (test t à seuil non corrigé p ≪ 0,001).

Les stimulations oculaires montrent une raréfaction occipitale bilatérale, avec une réponse bihémisphérique prédominant à l’hémisphère gauche, en région périmaculaire et périphérique. Les amplitudes de réponses et le nombre de voxels activés sont plus importants après stimulation par l’œil droit. En particulier, on conserve une activation en région corticale à projection maculaire bihémisphérique V1Mg/d (T = 6,47 et 8 vx/T = 3,20 et 2 vx) ainsi que dans les aires péristriées (possible V3 gauche) (T = 4,78 et 5 vx) et en région pariétale droite (T = 4,25 et 3 vx). La projection de la cartographie d’activation sur la reconstruction volumique encéphalique de la patiente permet de localiser la zone d’activation pariétale dans l’aire 7b de l’hémisphère droit.

Le point de fixation du sujet concerne l’hémirétine droite (quadrant de 9 h). En revanche, une prédominance de réponse corticale dans l’hémisphère gauche, notamment en région corticale maculaire, est observée.

Bilan

Dans l’ensemble, les réponses évoquées par les hémisphères sont altérées de façon comparable que l’atteinte soit uni- ou bilatérale. Individuellement, il est noté un amoindrissement topographique du côté le plus atteint. Cependant, selon les cas, la raréfaction concerne des régions électives. Pour l’ensemble des patients, la région striée à réception maculaire est peu ou pas activée. La réponse corticale primaire est notable pour les régions correspondant à l’activation périmaculaire ou périphérique. La différence est quantifiable en amplitude et en nombre de voxels activés. Les aires visuelles secondaires sont globalement sollicitées dans les atteintes par DMLA. Une différence de réponse est observée entre les hémisphères droit et gauche, l’hémisphère gauche paraissant activée plus significativement pour 5 patients (B.G., B.D., F.M., L.R., V.A.). Une activation bilatérale comparable est notée chez 3 patients (L.J., V.G., B.R.).

DISCUSSION
Recalage anatomique

Nous avons eu de la difficulté à obtenir un recalage parfait même pour les séquences fonctionnelles et anatomiques de bonne qualité. Du fait de l’obligation entre les stimulations monoculaires d’effectuer un changement de l’occlusion oculaire, un déplacement, minime mais réel, s’observe déjà entre chaque séquence.

Le choix d’un repère commun s’est porté sur une structure anatomique facilement reconnaissable sur les différentes séquences, en l’occurrence la jonction ampoule de Galien/sinus droit. Cette jonction, du fait de sa morphologie particulière et de sa nature vasculaire, est aisément visible en particulier en séquences d’écho de gradient. Nous devons constater toutefois qu’une identification topographie exacte voxel par voxel ne peut être obtenue. Nous obtenons une superposition des séquences anatomiques et fonctionnelles satisfaisante (décalage spatial de l’ordre du voxel). En conséquence, afin d’optimiser l’apposition des zones d’intérêt, le lissage des images et le choix d’étude des zones d’activation en considérant la largeur de 2 voxels avoisinants se sont révélés obligatoires.

Tests et seuils statistiques utilisés

En première intention, le choix d’un seuil statistique corrigé, en retenant pour valeur significative une valeur de p ≪ 0,05, paraît le plus indiqué pour valider les tests statistiques. L’analyse effectuée sur un premier patient (B.D.) ainsi que 3 des 5 témoins confirme la fiabilité des tests. Cependant, l’exploration des sujets plus âgés, de compliance limitée, a montré des résultats significatifs seulement à des seuils plus larges, non corrigés. Il nous apparaît important de tenir compte des limitations de l’analyse statistique dues à la « fragilité » des réponses des patients atteints de déficience visuelle. Nous avons choisi d’adapter les seuils statistiques à chaque patient examiné, en concordance avec l’objectif initial d’effectuer une comparaison des stimulations des 2 yeux par individu, et non par opposition de groupes patients/témoins. Statistiquement, nous avons observé chez 3 des 4 sujets témoins que les activations corticales étaient convenablement détectées à un seuil corrigé (p ≪ 0,05), alors qu’un seul patient sur huit a pu être analysé au même seuil. Ces observations évoquent une différence de niveau de réponse corticale entre sujets indemnes et atteints de DMLA, tant au niveau de l’étendue de la réponse que l’amplitude de réponse. La variabilité des seuils statistiques utilisés hypothèque toute tentative d’analyse de groupe. En considération de la fragilité et de la pathologie propre de chaque patient, nous avons opté pour une analyse individuelle. Lors de ce type d’étude, on peut considérer des seuils statistiques plus larges qui restent valables du moment où l’on procède à une analyse individuelle, en comparaison des deux yeux du sujet au même seuil. Pour la même raison, une analyse en effet aléatoire n’a pas été effectuée ; nous avons uniquement relevé individuellement l’activation corticale visuelle en fonction de la faible acuité visuelle résiduelle.

Partition anatomique

Nous sommes conscients de l’insuffisance du choix arbitraire de partition des régions corticales, notamment du cortex strié, sachant l’absence de linéarité de répartition du cortex primaire selon la rétinotopie. Cependant, il nous a été impossible d’envisager une étude fonctionnelle complémentaire à visée topographique exacte à cause de la difficulté d’examen des sujets. Par ailleurs, et surtout, une telle étude nécessite des stimulations précises afin d’établir une répartition anatomique exacte (déplacement d’un damier circulaire couvrant le champ visuel) qui se révèlent inadaptés puisqu’elles ne peuvent être correctement perçues par des patients déficitaires en acuité visuelle. Il nous a semblé acceptable qu’une partition en trois régions d’égale étendue, couvrant la longueur de la scissure calcarine, peut correspondre sans trop d’erreurs aux projections maculaires, périmaculaires et périphériques. Pour un même respect de l’anatomie, nous avons considéré les régions occipitales latérales en aires péristriées sans précision exacte sur les aires fonctionnelles. Une possible projection est suggérée, sans conclusion sur la fonctionnalité d’une telle activation.

Les aires V4 et V5 dans leur globalité constituent des localisations identifiables en concordance avec les résultats de la littérature. Nous avons suggéré la correspondance de certaines aires activées en régions pariétale ou temporale avec ces aires. Cependant, de même que pour les aires visuelles primaires, l’identification des aires secondaires extrastriées restent aléatoires, du fait d’une impossibilité d’étude visuelle complémentaire spécifiant la fonction des aires activées (mouvements, reconnaissance de contours…). Nous avons effectué une projection des cartographies d’activation sur les volumes anatomiques de l’encéphale de chaque sujet. Le repérage des principaux sillons et circonvolutions permet d’identifier les aires selon Brodmann. La projection anatomique ne peut être qu’individuelle, du fait de la grande variabilité de morphologie des gyrus encéphaliques [12]. Pour cette raison, nous n’avons pas effectué de normalisation des volumes anatomiques et fonctionnels dans le référentiel de Talairach. Nous avons réalisé une étude fonctionnelle préliminaire de la DMLA, avec une première constatation de l’implication d’aires visuelles secondaires dans l’analyse du stimulus perçu. Dans un deuxième temps, une exploration plus spécifique de certains patients particulièrement compliants s’orientera vers l’identification de la localisation et la participation effective de ces aires.

Réponse corticale
Réponse corticale en corrélation avec l’évaluation clinique

Certains résultats confortent les hypothèses suggérées par la clinique quant à la réponse corticale attendue. Nous avons observé pour l’ensemble des patients une raréfaction, voire une exclusion du cortex visuel primaire postérieur, dédié à l’influx maculaire, avec une réponse en région corticale de représentation périmaculaire ou périphérique.

Chez les sujets présentant une atteinte bilatérale, on retrouve une bonne concordance entre l’étendue de la destruction maculaire et le déplacement de la réponse corticale en région occipitale antérieure, correspondant à une réception sensorielle par la rétine périphérique (L.R. : réponse corticale périmaculaire et périphérique pour une destruction maculaire de l’œil droit à 2,5 dp, réponse corticale périphérique pour une destruction maculaire gauche à 3,5 dp) [13], [14].

Lors d’une déficience bilatérale, l’amplitude d’activation ou le nombre de voxels activés sont plus importants au niveau de l’œil prédominant. Les réponses hémisphériques générées lors de la stimulation de chacun des yeux restent de localisation identique. La différence porte alors essentiellement sur l’amplitude des réponses. Ce résultat confirme la possibilité de répertorier avec fiabilité les zones corticales activées, même en cas de fort déficit visuel, chez des sujets peu compliants, à condition qu’un recalage anatomique optimal soit effectué.

Pour 5 des 8 patients, une asymétrie des réponses est observée entre les hémisphères droit et gauche. Une explication peut permettre cependant de retrouver un caractère cohérent de cette asymétrie. Il faut, en effet, tenir compte de l’existence ou non d’un nouveau point de fixation qu’utilise le patient pour compenser la destruction maculaire, et qui va assurément modifier la répartition du champ visuel et de sa projection corticale [14], [15].

En pratique, pour des patients présentant un point de fixation situé latéralement par rapport à la macula, le nouveau champ visuel correspond davantage à un hémichamp visuel. Une fixation dans le quadrant de 2 à 4 h correspond à la stimulation de l’hémirétine gauche, donc vers l’hémisphère gauche, que ce soit pour l’œil droit ou gauche. Cette latéralisation du champ visuel est plus accentuée à mesure que le nouveau point de fixation est excentré par rapport à la macula (en particulier si la destruction maculaire est importante). De la même façon, une fixation latérale de 8 à 10 h déplacera le point de fixation vers l’hémirétine droite, donc vers l’hémisphère droit. En revanche, une fixation verticale de 11 h à 1 h ou de 5 à 7 h suggère une réponse bihémisphérique.

Chez 7 patients sur 8, nous avons retrouvé une correspondance entre la clinique (topographie du point de fixation et taille de la destruction maculaire) et les résultats fonctionnels. Pour une patiente (F.M.), le point de fixation dans le quadrant de 9 h a donné une réponse paradoxale prédominant dans l’hémisphère droit. Ce résultat peut suggérer que dans la réponse corticale peuvent intervenir non seulement le nouveau point de fixation mais également toutes zones rétiniennes encore fonctionnelles, et en particulier les zones non détruites par la photocoagulation, en dehors mais aussi à l’intérieur de la maculopathie [16].

Choix d’une analyse statistique individuelle

Alors qu’une certaine cohérence est observée pour l’étude individuelle, notamment pour les atteintes bilatérales, une discordance s’observe dès la tentative de comparaison entre patients, confirmant les difficultés de l’analyse de groupes évoquées dans la littérature [17].

En premier lieu, on soulignera la disproportion des réponses corticales entre les patients. En effet, 3 patients présentant une acuité visuelle résiduelle non négligeable à 1/10e, 2/10e ont montré une réponse vasculaire faible par rapport à la cartographie corticale étendue d’un patient ayant une AV réduite à 2/100e (B.D.).

Des articles ont relaté une discordance clinique et fonctionnelle, en préambule à cette disparité radio-fonctionnelle. Il est montré qu’une fonction résiduelle élevée peut persister même avec une destruction étendue des régions maculaires et avoisinantes [16], notamment par un phénomène naturel de remplissage cortical et de représentation mentale des contours incomplets de objets (B.D.) [18].

D’autres facteurs pénalisants, associés à la fragilité de la réponse corticale, peuvent expliquer la faible réponse corticale chez ces patients :

  • un déficit de participation du sujet, par non-motivation ou impossibilité d’une fixation centrale ;
  • une fatigabilité le long de l’examen, nettement retrouvée comme pour les témoins, lors de la deuxième stimulation. Faut-il conclure qu’il aurait été plus judicieux d’alterner aléatoirement l’examen de l’œil droit et gauche à chaque patient ou de favoriser l’exploration en premier lieu de l’œil le plus atteint de DMLA ? Dans ce cas, n’introduirait-on pas un biais dans la méthodologie d’exploration ?
  • un détournement de la rétinotopie sur un nouveau point de fixation avec un bouleversement de la répartition corticale, comme nous l’avons vu précédemment.

L’impression des patients nous renseigne sur les conditions de l’enregistrement du stimulus et donc d’activation corticale. La perte épisodique du point central de fixation oblige les patients à mobiliser leur rétine à la recherche de ce point avec à chaque fois un nouvel impact du signal visuel sur une partie différente de la rétine. Dans ce cas, la réponse de chaque zone d’intérêt varie pendant les phases de stimulation et même à l’intérieur de chaque phase.

Modèle à adapter

Nous avons établi dans les tests statistiques un modèle linéaire incluant deux fonctions habituelles, la réponse séquentielle (box-car) convoluée avec la fonction de réponse hémodynamique (hrf) ; ce modèle permet habituellement de recueillir un maximum de réponses statistiques. Mais comme nous l’apprennent les études dynamiques en radiologie et cardiologie, le temps vasculaire se trouve pénalisé chez les sujets âgés avec un retard pouvant atteindre 20 % de temps supplémentaire. L’ERG multifocal a démontré pour la DMLA une baisse dramatique de l’amplitude et un allongement du délai des réponses électriques en régions maculaires [19], [20]. Interviennent alors pour les patients atteints de DMLA deux pénalisations dans le délai de réponse ; l’une est liée au ralentissement vasculaire dû à l’âge et l’autre à un retard d’établissement du message rétinien. Dans ce cas, on conçoit que la pauvreté de la réponse statistique de certains patients s’explique par l’inadaptation du modèle qui ne tient pas compte du retard de certains profils de réponse. Des auteurs préconisent d’adjoindre un paramètre temporel au modèle, avec élaboration pour chaque patient d’un modèle de réponse hémodynamique propre, mais au risque d’introduire un biais supplémentaire (quel ajustement du retard de la réponse vasculaire, et du retard du signal électrique rétinien ?) [1].

Raréfaction de la réponse des aires V1PM

Elle est retrouvée chez l’ensemble des patients et est en faveur de l’hypothèse d’une suppléance de réception du stimulus visuel par activation accrue des aires corticales à projection périmaculaire plutôt que l’hypothèse d’un circuit de réafférentation du cortex maculaire (connexions sous-corticales).

Plusieurs possibilités sont envisageables dans les mécanismes de suppléance des voies visuelles. On peut suggérer, en particulier, deux sièges de plasticité neuronale :

  • soit au niveau rétinien, par le biais des cellules horizontales et amacrines, adaptant les champs récepteurs pour pallier au manque de signal maculaire et réorienter la sélectivité des champs vers la région périmaculaire. Cette hypothèse est rejetée au vu de la population étudiée car toutes les couches cellulaires rétiniennes sont altérées dans les sites de photocoagulation.
  • soit au niveau occipital. Plutôt qu’une réorientation des cellules ganglionnaires de la rétine périmaculaire vers V1PM et V1M, il s’effectue en fait une modification du rétrocontrôle cortical, qui suggère la levée d’un feedback négatif depuis V1. La non-stimulation de la région visuelle primaire dédiée à la macula entraînerait une absence de rétrocontrôle sur les aires primaires périmaculaires et périphériques.

Des études récentes en ERG multifocal ont montré une altération des amplitudes de réponse et un allongement du délai de réponse électrique. La cartographie des ERG objective une baisse très importante du pic d’amplitude dans les régions maculaires atteintes, les baisses s’amenuisant à mesure que l’on s’éloigne vers la périphérie, pour une amplitude normalisée à distance de la maculopathie. Il n’a pas été retrouvé dans les articles récents d’effet de rebond rétinien périlésionnel où serait observé un surcroît d’amplitude rétinienne, faisant alors jouer un mécanisme de compensation au niveau de la rétine. Cette observation, qui reste à confirmer par des études ultérieures, est en faveur d’une régulation d’ordre cortical, avec une afférentation ou une susceptibilité corticale renforcée. À cela s’ajoute la contribution des aires associatives dont nous avons constaté l’activation chez les sujets atteints, dans les limites d’une maculopathie pas trop étendue, en comparaison avec l’œil adelphe. L’élaboration du paradigme visuel suggère en première hypothèse une participation des aires secondaires dans la reconnaissance et l’analyse du message visuel, n’impliquant pas obligatoirement une attention particulière du sujet. En effet, nous avons précisé dans la méthodologie que l’attention du sujet ne change pas entre les phases de repos et de stimulation, puisque la tâche fonctionnelle, consistant à la fixation d’un point central, reste identique. La survenue d’un scintillement des damiers produit une perception passive du message visuel, le sujet ne devant pas se détourner de sa fixation initiale (la consigne a été bien exécutée, comme le confirment les entretiens au décours de l’exploration fonctionnelle). La détermination de la fonction de ces aires secondaires associatives reste à préciser par une étude en IRM fonctionnelle plus sélective et approfondie de patients de coopération optimale, par la nécessité de stimulations spécifiques complémentaires.

Question de la validité, reproductibilité

Globalement, cette étude a permis une analyse complète et objective de 12 des 15 sujets examinés. Nous avons pu mettre en évidence la compensation de la réponse corticale à projection maculaire via la forte activité des aires visuelles primaires et secondaires adjacentes, en relative proportion avec l’atteinte rétinienne pour chacun des patient. La réalisation et l’analyse de cette étude nous ont permis de confirmer des hypothèses de cohérence, mais ont également soulevé plusieurs problèmes concernant les difficultés d’exploration du sujet âgé :

  • différence de motivation et de capacité de concentration entre patients ;
  • validité de la méthodologie et de l’analyse, à adapter aux limites du patient ;
  • et limitation des domaines examinés (pas de rétinotopie).

Dans quelle mesure peut-on considérer fiable la contribution d’un sujet âgé à un examen de longue durée ? D’autres expériences seront nécessaires avant de pouvoir répondre à cette interrogation, qui pose le fondement d’une évaluation fonctionnelle des nombreuses pathologies de la sénescence.

CONCLUSION

Nous avons voulu comprendre le retentissement de la maculopathie sur le fonctionnement cortical chez des patients âgés de compliance incertaine. Malgré une réalisation difficile et avec peu d’expérience antérieure dans la littérature, nous avons obtenu des résultats intéressants mais qui restent à valider, en faveur d’une compensation du manque de stimulation corticale maculaire par la mise en action des aires visuelles périphériques, primaires et secondaires. La levée d’un feed-back négatif issu de V1 est une hypothèse plausible au vu des résultats comparés en imagerie et en électrophysiologie ; elle devra être confirmée par des études ultérieures.

Nous devons rester humbles devant une exploration imparfaite et améliorable, du fait d’une grande difficulté d’exploration de sujets âgés. Le respect d’une sélection rigoureuse et l’assiduité de l’information au patient sont les conditions minimales pour une participation optimale de personnes fortement gênées dans leur fonction visuelle. C’est à ce prix que nous pouvons espérer une validation à plus grande échelle de nos résultats, dans le but de mieux évaluer la plasticité fonctionnelle cérébrale dans la rééducation de la DMLA.

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