Bon là, j'avoue je cale. Beaucoup d'hypothèses, de comparaisons avec d'autres affections. Compliqué.
Les références aux études antérieures dans le résumé ont presque toutes été retirées, pour une plus grande lisibilité. Les références de fin d'article n'ont pas été reprises. Tout n'est pas traduit sur les schémas, ma source était floue. Résumé pour les fainéants :a) Munissez-vous d'un plan du cerveau (Michelin n'en fait pas. Voyez plutôt ici)b) Lisez le "Résumé pour les fainéants" de Sommer et coll., 2002.Les chercheurs ici cherchent à faire le rapport entre la sévérité du bégaiement et l'activité des noyaux grix centraux.Les noyaux gris centraux ? C'est quoi ? Les NGC sont des éléments à l'intérieur du cerveau qui sont supposés envoyer des impulsions, des 'signaux de départ' pour chaque syllabe. Chez les personnes bègues, quelque chose n'irait pas dans cette zone.
Conclusion : oui effectivement, il y a un rapport entre la sévérité du bégaiement chez les cobayes et l'activité de cette partie. Sévérité des disfluences en corrélation avec l'activité des noyaux gris centraux dans le bégaiement développemental persistant
Anne-Lise Giraud, Katrin Neumann, Anne-Catherine Bachud-Levi, Alexander W. von Gudenberg, Harald A. Euler, Heinrich Lanfermann, Christine Preibisch
Avril 2007
Résumé
Des études antérieures ont suggéré que des anomalies anatomiques, en particulier une réduction de l'anisotropie de matière blanche, sous-jacente au cortex sensorimoteur gauche, pourrait être à l'origine du bégaiement développemental persistant (BDP). Le BDP pourrait aussi être lié à une dysfonction des noyaux gris centraux [Alm, 2004]. Cette présente étude IRMf rapporte une corrélation entre la sévérité du bégaiement et l'activité des noyaux gris centraux et montrent que cette activité est modifiée par la thérapie «fluency shaping» à travers les effets à long-terme qui reflètent l'amélioration de la production de parole. Un modèle de dysfonction dans le bégaiement et des modalités de réparation possible est proposé qui accommode les données présentées ici et les observations faites précédemment par nous et par d'autres. 1. Introduction
Une réduction de l'anisotropie de la matière blanche située juste dessous le cortex sensorimoteur gauche a été rapportée pour le bégaiement développemental persistant (BDP), ce qui corrobore l'observation plus générale que la région périsylvienne est anatomiquement plus hétérogène chez les personnes bègues que chez les contrôles. Par contraste avec le bégaiement développemental, le bégaiement acquis est plus souvent associé à des lésions sous-corticales, en particulier dans les noyaux gris centraux, qu'à des lésions dans les régions corticales et moteurs de la parole. Puisque dans ces formes acquises de bégaiement les lésions cérébrales sont probablement la cause directe du bégaiement, il est plausible que les régions sous-corticales soient aussi impliquées dans le bégaiement développemental, même si dans ce cas un trouble des noyaux gris centraux pourrait être secondaire à la dysfonction d'une autre partie du cerveau. Les nombreux arguments en faveur de l'implication des circuits des noyaux gris centraux dans le bégaiement et ses mécanismes possibles ont été récemment revues par Alm (2004). Comme chez les patients atteints de Parkinson, des signaux extérieurs aident les gens qui bégaient à produire une sortie moteur fluente. La production de parole est grandement facilitée par des signaux tels que le rythme produit par un métronome, le discours choral, le chant, ou même la simple présence d'un bruit de fond. Une hypothèse pour une telle facilité est qu'une route défectueuse cortex-noyaux gris centraux soit contournée et compensée par une route cortex-cervelet (Alm, 2004). Cette hypothèse s'accorderait avec l'observation que le cervelet est hyperactif chez les personnes bègues.[réf]Puisque les noyaux gris centraux contribuent à faciliter des mouvements auto-générés et à dominer les mouvements concurrents involontaires, une dysfonction à l'intérieur des circuits striato-corticaux pourrait altérer le mouvement volontaire ou provoquer des mouvements involontaires, ou les deux [réf]. En conséquence, les sujets BDP montrent plus de mouvements involontaires comparables à des tics lorsqu'ils parlent que les sujets non-bègues de contrôles [réf]. Cette association entre la disfluence et les tics à l'intérieur du profil de dystonie focale résultant d'un trouble des noyaux gris centraux, qui soutient davantage l'idée que la dysfonction des noyaux gris centraux pourrait pourrait être impliquée dans le bégaiement développemental. De plus, les effets positifs des antagonistes à la dopamine (halopéridol, rispéridone, olanzapine [réf]) et les effets délétères de la L-Dopa sur la fluence du langage parlé constituent des preuves indirectes d'une dysfonction dopaminergique dans le BDP, et indique que ce dernier pourrait être dû à un état hyper-dopaminergique [réf]. Cependant, le niveau de dopamine n'est pas lié dans aucune direction (augmentation ou diminution) de la sévérité de disfluence induite par la maladie de Parkinson [réf].Ainsi, la dysfonction des noyaux gris centraux dans le BDP demande toujours a être établie plus directement, et la nature d'une possible mauvaise régulation dans la boucle cortico-striato-corticale demande à être caractérisée. Des rapports antérieurs en neuro-imagerie fonctionnelle [réf] ont montré une implication du putamen dans le contrôle moteur de la parole chez les personnes bègues. Cependant, cette observation reste jusqu'à aujourd'hui une découverte accessoire et la fonction des noyaux gris centraux n'a jamais été impliquée spécifiquement dans le BDP. Dans la présente étude, nus présentons une imagerie à résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) d'une plus grande cohorte que dans notre précédent article [réf] dans lequel nous examinions l'implication potentielle des noyaux gris centraux dans le BDP. La fonction des NGC était explorée par des activations cérébrales en corrélation pendant la parole fluente produite dans le scanner [réf] avec des sévérités de bégaiement individuelles comme mesurées en testant plusieurs situations de parole de la vie quotidienne. Nous avons additionnellement étudié l'impact de la thérapie “fluency shaping”sur la fonction des NGC en calculant les corrélations entre les activations IRMf liées à la lecture et la sévérité initiale du bégaiement, à la fois avant et après 3 semaines de thérapie intensive. 2. Procédures expérimentales 2.1. Sujets
Les données provenaient de 16 sujets masculins bègues (moyenne d'âge 30±8 ans, de 18 à 48 ans). Le diagnostic de BDP était confirmé par une orthophoniste expérimentée. Douze de ces sujets bégayaient depuis l'âge de 3 ou 4 ans, quatre sujets ont commencé à bégayer plus tard dans l'enfance. La sévérité du bégaiement était définie par le pourcentage de syllabes bégayées dans quatre contextes de parole différents (parler à un thérapeute, lire, téléphoner, parler à un passant), et une moyenne était faite 11.2 % (±6.2 %, amplitude 4.1-24.8%) pour l'échantillon. Dans chaque contexte de parole, au moins 300 syllabes étaient collectées, excepté durant l'appel téléphonique avant la thérapie, qui apparaissait trop stressante pour plusieurs sujets. Dans le contexte de l'appel, on demandait aux sujets de parler avec une personne inconnue, c'est-à-dire d'appeler un hôtel et de demander les disponibilités et les prix. Parler à un passant consistait à lui poser, dans la rue, des questions standard sur le bégaiement. Les échantillons de parole collectées étaient traitées par une personne indépendante impartiale qui mesurait le rythme de parole (syllabes/minutes) et le pourcentage de syllabes non-fluentes selon les lignes directrices de Robert et Kully (1994). Le thérapeute qui évaluait le discours des sujets était le même avant et après la thérapie. Pour plus de détails sur la procédure voir Euler et Wolff von Gudenberg (2000). Selon l'Inventaire d'Edinburgh, toutes les personnes bègues sauf deux étaient droitier. L'inclusion de sujets gauchers pouvait être problématique étant donné qu'il y a des preuves de différences anatomiques latéralisées entre les locuteurs bègues et fluides [réf]. Comme notre étude porte sur les NGC, nous considérions cela comme moins problématique d'avoir des sujets gauchers dans l'analyse. Cette matière demeure cependant floue puisque le système dopaminergique peut interagir avec la latéralisation moteur [réf]. Nos résultats peuvent cependant être interprétés avec précaution tant que la latéralité est concernée. En conformité avec les exigences du comité local éthique, tus les sujets ont donné un accord écrit et informé avant de participer à cette étude. Pour évaluer les effets de la thérapie, neuf des 16 sujets ont passé un IRMf à nouveau avec la même tâche à l'intérieur de 12 semaines après une période intensive de “fluency shaping”. Les 7 autres sujets ne pouvaient pas être inclus car ils n'étaient plus disponibles. Les critères d'inclusion étaient d'afficher une réduction de la somme de syllabes bégayées après la thérapie. Par conséquent, dans les neufs sujets BDP qui pouvaient être suivis, la moyenne de disfluence était de 9.9% avant la thérapie (voir données individuelles Table 1). 2.2. La thérapie
Tous les sujets ont suivi le même traitement, la Thérapie Kassel pour le Bégaiement (KST), qui est une version modifiée de la Precision Fluency Shaping Program (Webster, 1975). Elle consiste en un traitement intensif de trois semaines avec le patient en clinique et un programme structuré de maintenance de 1 à 2 ans. La modification principale est l'utilisation d'un programme informatique qui fournit un biofeedback pour la prolongation de syllabes, un démarrage en douceur de la voix, un type spécial de respiration diaphragmatique, et transitions de sons douces (speak:gentle® , Bioservices Software, Munich, Germany). Des détails sur le traitement et ses effets à long- et court-terme sur des mesures de fluence subjectives et objectives sont décrites par Euler et Wolff von Gudenberg (2000, 2002). 2.3. Acquisition des données
L'imagerie était réalisée par un scanner Vision Siemens 1.5 T (Siemens, Erlangen, Germany) utilisant un écho gradient EPI avec un temps d'écho de 50 ms, temps de répétition 3 s, une taille de voxel de 3.6 * 3.6*3.6 mm3, un espace entre pièces de 0.6 mm et 18 pièces. Les sujets lisent à voix haute des phrases sur un écran via un miroir sur l'anneau de tête [de l'IRM, NdT]. 2.4. L'exercice de lecture
La tâche de lecture à voix haute comprenait 78 phrases courtes. Une observation silencieuse des signes similaires à des lettres dénué de sens (en correspondance avec les phrases) ont constitué les conditions de contrôles tels que décrites chez Pleibich et coll.(2003b).
Les deux conditions étaient imbriquées, et les stimuli visuels étaient présentés pendant 3 s avec un intervalle inter-stimulus de 15.5 s dans chaque cas (Preibisch et coll., 2003b). Ce rythme se rapproche des conditions naturelles et a laissé la plupart des signaux d'imagerie de réponse hémodynamique non-affectée par des artefacts de mouvement. La combinaison du temps de répétition et des intervalles inter-stimulus a fournit un échantillonnage efficace d'un point de données tous les 0.5 s. Le plan expérimental permet la suppression efficace des artefacts de suppression et est décrite en détail ailleurs [réf]. La production de parole pendant la tâche de lecture était contrôlée via le microphone intégré dans le scanner.
2.5. Analyse de données
Le pré-traitement et les analyses statistiques étaient réalisés en utilisant le SPM99 (Wellington Department d'Imagerie Neuroscientifique, London, UK). Les données étaient corrigées pour l'acquisition du temps (timing des pièces), réaligné au premier volume (correction de mouvement), normalisé dans un espace neuro-anatomique standardisé (gabarit avec l'autorisation du Montreal Neurological Institute) et adoucie avec un Kernel Gaussien de 10 mm isotropic. Les fluctuations basses fréquences étaient enlevés avec un filtre très fin avec une coupe à 35 s.
2.6. Corrélation avec la sévérité du bégaiement
Nous avons identifié des régions du cerveau ou l'activité pendant la production de parole corrélées avec la sévérité du bégaiement mesuré sous conditions cliniques antérieures au scan incluant tous les 16 sujets. Des analyses de corrélation pré/post thérapie étaient réalisées sur les neufs sujets qui pouvaient être suivis après la thérapie.La sévérité du bégaiement antérieur au traitement est supposée indiquer le point de départ pour des changements de plasticité du cerveau lié à la thérapie qui ont permis l'échantillon de BDP traitées de parler ensuite de façon fluente. Le bégaiement a été corrigé avec succès chez tous les neuf sujets BDP; d'où ces sujets avec les symptômes initiaux les plus sévères sont aussi ceux qui la plus grande plasticité du cerveau.
L'âge de l'apparition du bégaiement, le côté utilisé (quotient de latéralisation, LQ), et le ratio de bégaiement aussi bien que le parler naturel auparavant, immédiatement après et un an après une thérapie intensive de “fluency shaping” des neuf sujets hommes BDP; le naturel de la parole dans les quatre contextes sur une échelle de 9 degrés (1=très naturel, 9=très anormal); un an de données de suivi seulement pour les sujets 1-5peut être supposée apparaître pendant la thérapie. Certains de ces changements apparaissent comme des changements dans la force de la corrélation entre le niveau d'activité et la sévérité du bégaiement.Des corrélations avec la sévérité du bégaiement était évaluées ici dans un jeu de données correspondant en partie aux données originales et en partie incluant une ré-analyse des données rapportées antérieurement dans une étude sur des changements induits par thérapie dans les activations du cerveau [réf] dans laquelle nous n'avions pourtant pas utilisé la sévérité du bégaiement comme une variable intéressante.Des cartes paramétriques statistiques des valeurs t (SPM (t)) étaient crées pour chaque sujet par le contraste lire à voix haute-observation de signes sans aucun sans sens. Dans un second niveau d'analyses (effets aléatoires), la sévérité du bégaiement comme déterminée avant la thérapie en clinique, était utilisée comme un régresseur pour l'activation du cerveau à la fois avant et après 3 semaines de thérapie intensive. Les corrélations associées avec p<.001, non-corrigé, étaient considérées comme importantes. Nous avons aussi chercher les activations à un seuil plus bas (p<.01) dans d'autres régions du système dopaminergique. 3. Résultats Les sujets ont moins bégayé dans le scanner durant l'évaluation pré-thérapie. L'effet du bruit dans la réduction du bégaiement à déjà été décrit chez les personnes qui bégaient [réf]. Dans nos aménagements particuliers, cela offre l'avantage de pouvoir comparer les activations observées avec l'IRM avant et après que la parole aie été normalisée via la thérapie. Ces gens qui normalement bégaient et ne bégaient pas durant nos expériences est un point clé de toutes nos études [fers], du moment que nous ne cherchons pas à examiner la corrélation de la production de parole disfluente, mais plutôt à identifier la marque neural potentielle du “cerveau bégayant”.
Cela implique que nous devons soit comparer des activations fonctionnelles chez les personnes qui bégaient et chez les locuteurs fluents où les deux groupes accomplissent de façon égales, ou, comme ici, chez les personnes bègues avant et après une thérapie comportementale sans la confusion comportementale par la somme de parole bégayée. Cette précaution ne nous empêche pas de correlier l'activité résultante du cerveau (distinguée par une disfluence explicite) avec la sévérité du bégaiement évalué en silence (voir Table 1) comme un index de la dysfonction sous-sous-jacente.
Les résultats des analyses de corrélation sont présentées dans le tableau 2 et les figures 1 et 2. Avant la thérapie, la sévérité du bégaiement était corrélée positivement avec un schéma d'activation distinct qui incluait les noyaux caudaux bilatéraux et la région pariétale postérieure supérieure médian/post central (confluence des BA 4/5/7). Ce schéma a disparu après la thérapie, et la sévérité initiale du bégaiement corrélé seulement avec un très petit groupe d'activations dans le noyau caudé. La fig 1b montre la taille de l'effet sur le noyau caudé gauche comme fonction de la sévérité du bégaiement chez les neufs sujets bègues qui ont suivi le traitement. Lorsque l'on inclut tous les sujets (n=16) avant la thérapie, des corrélations entre la sévérité du bégaiement et la taille de l'effet étaient significatifs dans les deux noyaux caudaux (r =.65 dans le gauche et r = .55 dans le droit, important à un niveau sûr de p<.001). Après thérapie, c'est-à-dire chez les mêmes neuf sujets comme ceux montrés sur la Fig. 1b, la pente était réduite et la corrélation (r = .21 à gauche et 0.17 à droite) n'était plus significatif même à un niveau réduit d'importance (p<.05). Il n'y avait pas de corrélation significative entre le gain de fluence dû à la thérapie et l'augmentation d'activité dans le noyau caudé, comme nous nous attendions à ce que ce soit le cas si le noyau caudé avait conduit activement une compensation (Fig. 1c). La sévérité du bégaiement était négativement corrélé avant la thérapie avec une activation bilatérale dans les aires temporales inférieures (BA 20, Fig.2, Tableau 2). Cette corrélation n'était pas observée plus longtemps après la thérapie. Seulement un voxel restait négativement corrélée avec la sévérité du bégaiement dans la région temporale inférieure gauche. Additionnellement, la sévérité du bégaiement était corrélée négativement après la thérapie avec l'activation du precuneus et du noyau antérieur du thalamus. A un seuil de niveau d'observation plus faible (p<.01) des corrélations négatives avec la sévérité du bégaiement que nous avons attribué au SN (tableau 2). Ces corrélations étaient détectées du côté gauche avant la thérapie et du côté droit après la thérapie. Dans une étude antérieure, nous avions rapporté une corrélation négative avec la sévérité du bégaiement dans le cortex pré-frontal ventral (opercule frontal droit, RFO). Cette observation pourrait seulement être confirmée, dans le jeu de données présente avant la thérapie qui a inclut un grand échantillon de patient, à un seuil statistique plus bas (p<.05, non-corrigé) que celui utilisé précédemment (p<.001). Nous mentionnons cependant une activation dans cette région par intérêt de cohérence entre nos études. L'activation du RFO est un important découverte puisqu'il indique une compensation potentielle pour les altérations hémisphériques fonctionnelles gauches par les régions homologues à droite. 
4. Discussion
La sévérité du bégaiement était associée avec un schéma d'activation différent qui incluait la tête du noyau caudé bilatéralement (corrélation positive) et la SN gauche (corrélation négative). Si les sujets bègues ont effectivement une anomalie sérieuse dans la matière blanche sous-sous-jacente au cortex (Sommer et coll.2002), un tel schéma du côté gauche d'activation dans d'autres composants du système moteur pourrait refléter d'autres fonctions moteurs déviantes latéralisées, soit sérieusement défectueuses ou secondaires à l'anomalie structurelle et potentiellement de nature compensatoire. On pourrait argumenter qu'une petite anomalie de matière blanche ne peut pas vraisemblablement une importante réorganisation cérébrale. On doit considérer, cependant, que la découverte par Sommer et coll. (2002) dénote que la région altérée qui est probablement commune à toutes les personnes bègues, mais que les anomalies individuelles peuvent être plus étendues. De plus, nous ne savons pas à quel point la matière grise est ciblée par les fibres altérées et pourrait être ainsi de-afferented à travers un défaut dans la matière blanche. Par conséquent il demeure possible que ce défaut soit en réalité assez important pour conduire à une réorganisation cortical et subcorticale. Il est aussi possible que le bégaiement résulte plus directement d'une dysfonction dans les NGC qui perturberait directement la synchronisation de la production de parole (Alm, 2004). Les découvertes présentes vont dans le sens de cette hypothèse en montrant que l'activité dans le noyau caudé est correlié avec la sévérité du bégaiement avant la thérapie, mais pas après. La thérapie apparaît avoir différents effets dans le noyau caudé selon que les sujets ont un niveau d'activité haut ou bas d'avance. Cela a décru chez les sujets qui ont un haut niveau d'activité initial et a augmenté chez ceux qui avaient un niveau bas. L'apprentissage moteur est associé à différents impacts sur les NGC selon ses degrés d'automaticité. Des baisses dans l'activité du noyau caudé sont observées pendant les stages initiaux de l'apprentissage moteur, tandis que des hausses sont observées lorsqu'une séquence est déjà acquise sauf quand la maintenance de vitesse dans l'exécution est requise (Lehericy et coll., 2005).
Il est possible que pour ces sujets qui bégaient beaucoup, la thérapie ait requis des séquences moteur apprises complètement nouvelles, tandis que pour les moins affectés, cela agit plus comme un “entraînement poussé”.
De façon critique, le niveau d'activité dans le noyau caudé s'est normalisé après la thérapie, sans exprimer les marques d'un comportement compensatoire. Une compensation impliquerait que le gain de fluence dû à la thérapie est corrélé à un gain dans l'activité neurale. Pour totaliser, si une région primairement dysfonctions dans le bégaiement est improbable d'être mobilisée par la thérapie, mais plus probablement à ajuster son niveau de réponse aux conséquences de la compensation, comme un élément passif du réseau. En accord avec l'hypothèse que le noyau caudé soit impliqué dans la dysfonction dans le bégaiement mais pas dans la compensation, nous n'avons observé aucune corrélation positive entre le gain de fluence et la hausse du niveau d'activité du noyau caudé dû à la thérapie. Un cas récent soutient cette vue rapportant un bégaiement acquis suivant un infarctus ischémique près du côté gauche de la région des NGC (Fawcett, 2005).
Nos résultats, montrant une corrélation positive avec la sévérité du bégaiement dans le noyau caudé et une tendance à la corrélation négative dans le SN (p<.01), illustre en complément une dysfonction générale des noyaux gris. Ce schéma s'accorde avec des modèles physiologiques de fonction des NGC ou le noyau caudé et le SN opèrent en antagonisme, c'est-à-dire que lorsque l'activité dans le noyau caudé est haut, l'activité dans le SN est bas et vice-versa (Gerfen et coll.,1990). Chez les personnes bègues plus sévèrement affectées, un haut niveau d'activation dans le noyau caudé (striatum) concoure avec un bas niveau d'activation dans le SN, un trait qui caractérise habituellement la dyskinésie induite par L-Dopa (Rajput, Fenton, Birdi, & Macaulay, 1997). Un feedback inhibiteur augmenté depuis le striatum vers le SN et vers le segment interne du globus pallidus mène à une désinhibition thalamique excessive et à une hyper-activation subséquente dans le cortex moteur parole. Chez les sujets bègues, un tel état déséquilibré pourrait être transitoire et sujet à un contrôle régulatoire immédiat de la sortie moteur par le cortex pre-frontal inférieur. Cette hypothèse est compatible avec des découvertes précédentes que l'opercule frontal droit, qui est recruté pour l'auto-contrôle et la réparation du langage, soit systématiquement hyperactif chez les sujets bègues comparé aux contrôles correspondants lorsqu'ils accomplissent des tâches verbales ou linguistiques [réf]. Nous avons en complément montré (et confirmons par la présente) que l'opercule frontal droit est impliqué dans la compensation contre le bégaiement [réf]. Les sujets bègues les plus affectés étaient ceux avec le plus bas niveau d'activité dans l'opercule frontal droit, tandis que les moins affectés d'entre eux recrutaient fortement cette région. L'activation de l'opercule frontal droit pendant le discours était anormal dans le sens ou il n'était pas observé chez les contrôles, pourtant il était associé à la symptomatologie minimale chez les personnes bègues.Des niveaux d'activité anormaux et une corrélation négative avec la sévérité du bégaiement constituent les marques d'un effet compensatoire réussi. Une compensation par l'opercule frontal droit, une région opposée au côté de la dysfonction moteur potentielle, pourrait résulter du fait que un contrôle par l'aire de Broca n'est pas disponible à cause d'une déconnexion fonctionnelle entre les régions moteur et gauche pré-frontale reflété à la fois par l'anomalie structurelle (Sommer et coll., 2002) et la séquence temporale anormale des étapes de traitement de la parole chez les sujets bègues (salmelin, Schnitzler, Schmitz, & Freund, 2000).La sévérité du bégaiement était positivement correliée avec l'activation dans la région pariétale supérieure postérieure médiane gauche/postcentral (BA 4/5/7). Plusieurs études chez les macaques et les singes capucins indiquent que cette région projette sur le noyau caudé [réf]. De plus, dans la maladie de Huthtington, la perte neuronale dans le noyau caudé est associé à une réduction de volume à proximité du cortex pariétal (Kassubek et coll., 2004). Des connexions entre cette région pariétale et le noyau caudé semblent être bidirectionnelles car cette partie du cortex peut regagner une activité avec fetal striatal allografts (Gaura et coll., 2004). Nous pouvons ainsi supposer que l'activité plus haute dans le noyau caudé chez les sujets bégayant sévèrement pourrait de façon concevable être associé à une plus haute activité dans la région post-centrale supérieure. Les interactions entre la région post-centrale et les NGC dans le bégaiement semblent plus complexes puisque le bégaiement peut aussi apparaître après un infarction gauche pariétale [ref].
La corrélation négative majeure entre la sévérité du bégaiement et l'activation observée avant la thérapie était trouvée dans les cortex temporaux inférieurs antérieurs bilatéraux, avec une forte prédominance hémisphérique droite. Ces résultats impliquent que les sujets bègues les moins affectés ont activés le cortex temporal inférieur droit de façon plus importante que les sujets les plus disfluents. Parce que les régions temporales ventrales antérieures droites sont connues pour être impliquées dans le traitement de l'information sémantique d'origine auditive [réf], un tel effet pourrait suggérer que les sujets bègues les moins affectés réussissent mieux que les personnes les plus disfluentes dans le traitement significatif transporté par leur propre feedback auditif. Cette vue va dans la même direction que la récente hypothèse avancée par Brown et coll. (2005) selon laquelle un défaut dans la planification moteur de la parole devrait directement altérer le traitement du feedback auditif. Chez les personnes bègues, la copie efférente qui accompagne la sortie moteur de parole pourrait anormalement supprimer le traitement auditif des expressions subséquentes. Il serait ainsi logique que les sessions ultérieures de traitement, par exemple le traitement du son significatif, pourrait être aussi affecté. Il est surprenant, cependant, que nous n'ayons pas observé une corrélation avec la sévérité du bégaiement dans les régions sous-jacentes de traitement auditif antérieur, comme il est d'habitude observé en utilisant des contrastes conventionnels.Une interaction plus directe entre le traitement sémantique et la fonction des NGC peut venir comme une hypothèse alternative (Copland, 2003). Une dysfonction des NGC a été montrée influencer directement les réponses potentielles évoquées liées au langage [réf]. Il est possible qu'une altération de la fonction des NGC soit associée à une altération du traitement sémantique du langage parlé chez les locuteurs les plus affectés. Cet effet apparaîtrait alors comme une activation rehaussée dans les régions corticales sémantiques chez les sujets les moins affectés.Tandis que le bégaiement semble être associé à une compensation par l'hémisphère droit, [réf] et une augmentation dans le volume de matière blanche [réf], la thérapie de «fluency-shaping» a induit une relatéralisation du réseau impliqué dans la production de parole dans notre échantillon de sujets traités, avec une activation accrue non seulement dans les cortex moteur et gauche auditifs, mais aussi dans le putamen, comme détecté en utilisant un plan de soustraction conventionnel (Neumann et coll., 2005). cela suggère que la thérapie agit directement et sensiblement sur la fonction des NGC. Dans l'analyse corrélant l'activation et la sévérité du bégaiement, nous avons observé seulement une petite corrélation restante positive dans le noyau caudé droit, et une corrélation négative dans la substantia nigra droite (sous-seuil, p<.01) après la thérapie. Ainsi, la thérapie a corrigé l'activation anormale du noyau caudé, qui caractérise les sujets bègues mes plus sévèrement affectés. Cependant, les sujets bègues montraient toujours une activation altérée dans l'hémisphère droit, qui était en partie résiduelle (noyau caudé) et en partie neuve (SN droit). L'activation du SN pourrait être un effet secondaire d'un basculement global des activations vers le cortex moteur gauche qui pourrait transitoirement altérer l'entrée vers les NGC. La nouvelle entrée apparaît normalisée, c'est à dire dans la fourchette de ceux des contrôles, et pourtant pourrait être transitoirement «anormal» chez les locuteurs bègues étant donné que leur «état normal» est un compensé avec des activations moteur augmenté à droite. La correction de fonction neurales anormales après remédiation des symptômes pourrait être vu comme insignifiant, si on suppose que les schémas d'activation anormaux chez les locuteurs bègues résultent purement du bégaiement comme un phénomène sans aussi refléter l'étiologie. Cependant, puisque la parole était non-bégayée durant le scan de à la fois avant et après la thérapie, nous argumentons que que les effets observés reflètent une normalisation véritable des circuits de production de la parole.Dans le but de résumer nos découvertes, nous proposons un modèle fonctionnel simple centré sur les boucles cortico-striato-corticales inspiré de modèles classiques de dysfonctions de ces boucles comme dans les maladies de Parkinson et de Huthington, ou dans la dystonie (Alm, 2004; Fig. 3a d). La figure 3a dépeint la boucle chez les personnes non-bègues avec un feedback positif entre l'aire de Broca et et les régions moteurs de la parole. Chez les personnes bègues le modèle suppose une déconnexion structurelle entre l'aire de Broca et les régions cortex moteur comme indiqué par Sommer et coll., 2002 (mise au point reconstruite de l'anomalie de matière blanche est indiquée par une flèche pointillée dans la fig. 3ba, après une communication personnelle avec les auteurs).
Bien que nous ayons conçu ce modèle avec cette anomalie comme point de départ possible du bégaiement, le modèle ne requiert pas cette condition pour être valide. Comme ces circuits sont organisés en boucles, le modèle que nous proposons tient toujours même si l'anomalie de matière blanche était la conséquence d'une dysfonction située quelque part d'autre dans la boucle. La déconnexion résulterait dans tous les cas d'une dé-corrélation temporale, c'est à dire un séquençage altéré entre les activations moteur et pré-frontales comme décrit par Salmelin et coll., (2000). Le striatum recevrait alors une entrée inappropriée du cortex moteur, imprécis en respect à la fois de la synchronisation et sa nature phonologique (flèche plus basse en pointillée fig.3b); Ce manque de d'entrée précise s'accommode avec l'observation présente que la sévérité du bégaiement est associée à une activité accrue du noyau caudé chez les personnes les plus affectées comparé aux sujets plus légèrement affectés.
L'activation diffuse et excessive striatale pourrait alors engendrer un déséquilibre dans le feedback striato-cortical, qui résulterait en une excitation inappropriée du cortex moteur qui maintiendrait davantage ou amplifierait l'équilibre (grosse flèche dans la fig. 3b). La notion d'une entrée au striatum qui manque de précision s'accorde avec l'observation que le bégaiement ne correspond ni à une état hyper ni hypo-activation dopaminergique mais à une sorte de dysrégulation dans le système dopaminergique (Goberman & Blorngren, 2003). Les symptômes du bégaiement comme la répétition de syllabe et les blocages pourraient refléter un verrouillage à l'intérieur de boucles cortico-striatales répétitives et anormales. Nous pouvons mentionner ici qu'un effet secondaire d'une excitation inappropriée du cortex moteur pourrait être un message extrêmement rapide envoyé au cortex auditif, supprimant subséquemment son activité. Notre modèle ainsi agrée et s'additionne à la thèse de la copie efférente décrite par Brown et coll. (2005), incorporée dans notre modèle sous la forme d'une suppression feed-forward du cortex moteur au cortex auditif (fig.3). Cette suppression s'augmente durant les blocages initiaux à l'apparition des expressions. Un mauvais assortiment entre les entrées prédites et réelles est reflétée dans un signal conduisant l'activité dans l'aire de Broca. Comme la communication entre l'aire de Broca et le cortex moteur gauche de la parole est supposée altéré, cela résulterait en une alternative de compensation arrachée impliquant l'homologue droit de l'aire de Broca. Dans une seconde étape, en conséquence, les sujets bègues viseraient à restaurer une entrée appropriée au cortex moteur (grosse flèche supérieure fig.3c). Cette stratégie de compensation spontanée pourrait impliquer les régions moteur et pré-frontales droites qui sont typiquement trouvées hyperactivées dans les études en neuro-imagerie chez les sujets bègues [réf]. Cet aspect s'accommode en particulier avec nos précédentes observations que l'opercule frontal droit était systématiquement hyperactivé chez tous nos 16 hommes bègues (Preibisch et coll., 2003a). Nous avons récemment confirmé cette observation sur une nouvelle et indépendante cohorte de sujets qui bégaient (données non publiées). L'effet compensatoire par le cortex droit pré-frontal pourrait réussir à rétablir une entrée appropriée et résulterait subséquemment en une parole plus fluent e. Cependant, comme la compensation contra-latérale s'appuie sur le cross-talk inter-hémisphérique, cela pourrait engendrer des retards sensibles à la fois dans la production de parole et dans les réponses à l'EEG.
Nos précédentes observations suggèrent que la thérapie «speech fluency » contribue à re-latéraliser le schéma de parole au cortex moteur gauche et à réactiver la région entourant l'anomalie de matière blanche (Neumann et coll., 2005). Cela pourrait normaliser l'entrée au cortex moteur et au striatum. La troisième partie de notre modèle dépeint ces effets de thérapie (fig 3d). Nous avons observé des activations mineures qui persistaient dans le noyau caudé droit et développait dans le SN droit après la thérapie. Nous supposons que ce dernier reflète un état temporaire de déséquilibre dû au fait que le cortex moteur et pré-frontal droit à l'habitude d'être hyper-activé pour la compensation dans le passé très récent des sujets, et que le nouveau schéma de parole n'est pas encore complètement automatisé. Cela s'accorderait avec les découvertes de Wu et coll. (1995) indiquant des désactivations dans l'hémisphère gauche (aire de Wernicke et Broca) pendant le bégaiement, et globalement des schémas normaux avec seulement des désactivations dans le noyau caudé gauche et une activité accrue dans le SN durant la parole fluente en lecture chorale. Bien que compatible avec ce modèle, ces effets mineurs post-thérapie dans le noyau caudé et SN ne sont pas spécifiquement dépeint sur la figure 3D.
5. Conclusion
Nos résultats expérimentaux démontrent une implication des noyaux gris centraux dans le bégaiement DP, à la fois en montrant une corrélation de l'activité dans cette région avec la sévérité du bégaiement et aussi en montrant un impact de la thérapie du bégaiement sur cette activité. En se basant sur ces observations et un certain nombres d'autres découvertes disponibles dans la littérature, nous avons proposé un modèle fonctionnel de bégaiement, dans lequel une dysfonction des noyaux gris centraux résulterait d'une anomalie structurelle affectant le flux d'information entre la zone de Broca (programmation des plans moteur de la parole) et le cortex moteur (exécution des plans moteurs).