Le rôle de la dopamine dans l'expectation temporelle

Details

Supervisors

Missal, Marcus ; Jeanjean, Anne

Degree label

Master [180] en médecine

Abstract

Le but principal de cette recherche clinique est d’établir un lien entre la dopamine et l’expectation temporelle chez l’humain. L’expectation temporelle est définie comme l’attente de la survenue d’un événement à venir. Nous avons étudié la cognition temporelle chez le patient parkinsonien et chez le sujet contrôle et nous avons tenté de différencier la cognition temporelle implicite et explicite, en investiguant spécifiquement la temporalité implicite à travers l’expectation temporelle. Nous avons utilisé des tâches d’estimation temporelle implicite dans lesquelles nous avons mesuré la latence des saccades oculaires. La cognition temporelle est anormale dans plusieurs affections neurologiques, en particulier celles affectant les ganglions de la base. La maladie de Parkinson étant principalement liée à la dégénérescence des neurones dopaminergiques de la substance noire compacta, les patients parkinsoniens sont des sujets de choix pour étudier le traitement temporel anormal. Plusieurs études antérieures ont montré que la mémoire de travail temporelle est affectée chez les patients parkinsoniens. La principale différence entre la temporalité explicite et la temporalité implicite repose sur le fait que l'estimation du temps par le sujet soit volontaire ou involontaire. Un sujet sollicite la temporalité explicite lorsqu'il doit volontairement estimer une durée. Un exemple d'une telle tâche d'estimation temporelle est de comparer la durée d'un stimulus ou la durée d'un intervalle à un standard préalablement mémorisé. Dans la temporalité implicite, il n'y a pas d'évaluation du temps de manière délibérée. Les objectifs d'une telle tâche de temporalité implicite ne sont donc pas temporels mais les stimuli (sensoriels ou moteurs) ou les réponses vont tout de même s'affilier à une structure temporelle spécifique, comme par exemple la prédiction de la durée d'un événement futur. Le sujet ne fait donc pas d'estimation volontaire du temps dans ce cas, contrairement à la temporalité explicite. Les structures neurales impliquées dans la temporalité explicite sont différentes de celles impliquées dans la temporalité implicite. L’effet de période préparatoire ou effet de foreperiod est très fréquent et a déjà été décrit de nombreuses fois dans la littérature. Il s'agit d'un effet de préparation avant la présentation d'un stimulus attendu, c'est-à-dire que le sujet se prépare pendant la période de délai qui précède la survenue du stimulus. Plus la période de délai est longue, plus la préparation augmente et le temps de réaction est court. Il y a de la sorte une décroissance du temps de réaction en fonction de la durée d'un délai aléatoire avant un stimulus sensoriel, les temps de réaction étant ainsi plus rapides pour les délais longs comparés aux délais courts. Ce phénomène n’est observable que lorsqu’il y a une variation des durées de délai et que ces différentes durées sont randomisées pour expliquer le phénomène. La première serait que la mémoire de travail du délai précédent influence la programmation de la saccade oculaire pendant l’essai présent. L’autre possibilité est qu’il s’agit de la perception du temps qui passe qui induit un temps de réaction raccourci à mesure que la durée du délai augmente. Cela se réfère à la notion de taux de hasard ou hazard function et qui correspond à une variation de la probabilité d’apparition d’un stimulus étant donné qu’il n’est pas encore survenu précédemment. Nous avons cherché à savoir quelle était l’influence de la mémoire de travail temporelle ainsi que le rôle de la dopamine sur cette diminution du temps de réaction dans l’effet de période préparatoire. Afin d’anticiper de manière appropriée la survenue d’un événement à venir, le temps subjectif doit être linéairement lié au temps objectif. Nous avons étudié cette relation linéaire chez les patients avec une maladie de Parkinson en utilisant une nouvelle tâche oculomotrice saccadique dans laquelle la latence des mouvements anticipés était guidée par une durée mémorisée. Nous avons étudié un groupe de patients parkinsoniens non fluctuants et sous traitement antiparkinsonien stable (L-DOPA associé ou non à d’autres traitements antiparkinsoniens). Les patients ont été testés à deux reprises : en condition on (sous traitement) et off (sans traitement). Après randomisation des patients, la moitié, la moitié d’entre eux ont été testés à l’état On et l’autre moitié à l’état Off lors de la première visite. Lors de la deuxième visite, ces patients ont été testés, dans l’autre condition. L’objectif de cette randomisation était de contrôler un éventuel effet de séquence (vide infra). L’hypothèse avait été faite que dans la condition Off, la latence des mouvements oculaires ne varie pas linéairement avec le temps objectif. Chez les patients traités, nous nous attendions à une récupération de la relation linéaire entre le temps subjectif et le temps objectif. Cela aurait alors clairement démontré le rôle de la dopamine dans l’expectation temporelle chez l’humain. Les résultats de l’étude nous ont permis de faire des constatations intéressantes. La première observation est que l’effet de période préparatoire est conservés chez les Parkinsoniens, à la fois à l’état On et à l’état Off. Contrairement à ce que l’on pensait, la dopamine n’est donc pas la responsable de l’effet de période préparatoire qui n’est de plus pas influencé par la mémoire de travail chez les patients parkinsoniens. La deuxième observation concerne l’effet de séquence qui correspond à l’influence de la durée de l’essai précédent appelé n-l sur la latence saccadique de l’essai présent nommé n. cet effet de séquence correspond en fait à la mémoire de travail (les durées des essais précédents sont encodées dans la mémoire de travail). Si l’essai n a un délai long, et que l’essai n-l avait un délai court, la latence saccadique lors de l’essai n sera courte. À l’inverse, si l’essai n a un délai court et l’essai n-l avait un délai long, la latence saccadique sera longue. Nous avons constaté que cet effet de séquence disparait chez les patients parkinsoniens qu’ils soient à l’état on ou à l’état Off. Cela concorde avec le fait que la mémoire de travail temporelle n’est pas conservée chez les parkinsoniens. Par ailleurs, la dopamine n’intervient donc pas dans l’effet de séquence étant donné que celui-ci n’existe plus chez les patients qu’ils soient à l’état On ou à l’état Off. Nous avons conclu que la mémoire de travail n’explique pas à elle seule l’effet de période préparatoire. Ainsi, chez les sujets sains, l’effet de période préparatoire est dû à la mémoire de travail (effet de séquence) et au taux de hasard. Chez les patients parkinsoniens, l’effet de séquence disparait, malgré que l’effet de période préparatoire persiste. Celui-ci pourrait donc s’expliquer non seulement par le taux de hasard, mais également par un autre mécanisme. Nous n’avons cependant pas recherché quel autre phénomène pouvait intervenir étant donné que cela ne faisait pas partie des objectifs prédéfinies.