Etudes sur la connectivité cérébrale : aspects méthodologiques et applications au cerveau au repos, à la motricité et à la lecture

La connectivité cérébrale permet, dans le domaine de la neuroimagerie fonctionnelle de mieux comprendre les relations qu'entretiennent des aires corticales activées par une tâche ou une stimulation. Deux approches sont possibles pour analyser ces relations : la connectivité fonctionnelle et la connectivité effective. Cette thèse a porté à la fois sur les aspects théoriques de ces méthodes et sur leur application à des situations cognitives variées utilisant l'IRM fonctionnelle. La connectivité fonctionnelle a servi à l'étude des modifications de l'activité cérébrale lors du passage du repos à l'état actif. Nous avons montré que le réseau cérébral actif au repos et celui du système moteur se retrouvent liés lors d'un état d'attention dirigée au mouvement. Ceci suggère que le réseau basal joue un rôle d'activateur en sélectionnant le réseau cognitif adéquat pour remplir la tâche demandée (moteur). La connectivité effective mesure l'influence qu'exerce une aire cérébrale sur une autre. Nous avons appliqué la méthode " Modélisation par équations structurelles " (SEM) sur deux études différentes: l'une portant sur l'apprentissage moteur et l'autre sur l'aptitude à la lecture. Dans le premier cas nous montrons que les différentes stratégies d'apprentissage se traduisent par des modulations différentes des connexions entre les régions sollicitées; dans le second nous montrons que la charge linguistique des items présentés est corrélée au poids des connexions entre l'aire de Broca et le lobule pariétal supérieur gauche. Ce travail, outre son aspect méthodologique, confirme le potentiel d'une analyse de la connectivité cérébrale dans les études de neuroimagerie fonctionnelle.The cerebral connectivity implemented in functional neuroimagery, allows to better understand the relations between cortical areas. Two approaches may be used to study these relations: functional and effective connectivity. The present thesis deals about both theory of these methods and theirs applications to various cognitive situations using fMRI. Functional connectivity was chosen to study modification of cerebral activity during the transition from the resting to an activated state. We showed that two networks (resting state network and motor system network) that were independent during the resting state happened to be connected during a movement readiness state. This result suggests that default-mode network plays a role triggering the cognitive network dedicated to perform the task (motor). Effective connectivity was used to describe influences among brain regions. We applied structural equation modeling (SEM) on two different studies: one focused on motor learning and the other on the reading skill. For the first one, we showed that different learning strategies correspond to different modulation of connexions between solicited areas; for the second one we demonstrated that the linguistic load of presented items wad correlated with the connexion weight between Broca area and the left superior parietal lobule. As well as methodologic aspect, this thesis work confirms the potential of an cerebral connectivity analysis in functional neuroimagery studies

Testing for the Dual-Route Cascade Reading Model in the Brain: An fMRI Effective Connectivity Account of an Efficient Reading Style

Neuropsychological data about the forms of acquired reading impairment provide a strong basis for the theoretical framework of the dual-route cascade (DRC) model which is predictive of reading performance. However, lesions are often extensive and heterogeneous, thus making it difficult to establish precise functional anatomical correlates. Here, we provide a connective neural account in the aim of accommodating the main principles of the DRC framework and to make predictions on reading skill. We located prominent reading areas using fMRI and applied structural equation modeling to pinpoint distinct neural pathways. Functionality of regions together with neural network dissociations between words and pseudowords corroborate the existing neuroanatomical view on the DRC and provide a novel outlook on the sub-regions involved. In a similar vein, congruent (or incongruent) reliance of pathways, that is reliance on the word (or pseudoword) pathway during word reading and on the pseudoword (or word) pathway during pseudoword reading predicted good (or poor) reading performance as assessed by out-of-magnet reading tests. Finally, inter-individual analysis unraveled an efficient reading style mirroring pathway reliance as a function of the fingerprint of the stimulus to be read, suggesting an optimal pattern of cerebral information trafficking which leads to high reading performance

Études sur la connectivité cérébrale (aspects méthodologiques et applications au cerveau au repos, à la motricité et à la lecture)

TOULOUSE3-BU Sciences (315552104) / SudocSudocFranceF