Cerveau gauche, cerveau droit, cerveau entier

"Si le cerveau était si simple, nous pourrions facilement le comprendre, nous serions si simples que nous ne pourrions pas." – Lyall Watson (1939-2008)

Il est largement apprécié qu'il existe une certaine latéralisation de la fonction dans le cerveau. Nous lisons souvent à propos de la pensée «cerveau droit» ou «cerveau gauche» et ainsi de suite. Quand on pense aux mouvements et aux systèmes moteurs, le concept de latéralisation est capturé dans l'idée qu'un hémisphère est activé – via la moelle épinière – des muscles du côté opposé du corps. Par exemple, le cerveau gauche contrôle le bras droit et vice versa.

Ou est-ce vraiment aussi simple? Comme beaucoup de concepts en science, nous devons veiller à ce qu'une généralisation que nous faisons pour saisir un concept général ne remplace pas les détails du concept lui-même.

Le neurochirurgien canadien Wilder Penfield (1891-1976) a joué un rôle important dans les chirurgies de l'épilepsie. Dans le cadre de la cartographie pré-chirurgicale du cerveau, différentes régions du cerveau ont été stimulées électriquement, ce qui a produit des secousses dans les muscles de l'autre côté du corps. Sur la base de ceci dans ce travail et d'autres, Penfield a montré dans les années 1940 que certaines régions du cerveau qui étaient particulièrement impliquées dans la production d'actions motrices étaient latéralisées. C'était une bonne preuve qu'il y avait une bonne organisation des contrôles de l'hémisphère gauche et des contrôles de l'hémisphère droit du côté gauche.

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Depuis ces premières observations, de nombreuses études connexes ont fourni des informations supplémentaires et ont généralement confirmé que l'un des côtés du cerveau contrôle l'autre côté du corps. Comme l'information a été affinée au fil des décennies, nous avons pensé que le système moteur dans le cerveau avait 3 zones principales dans le cortex frontal: M1, zone motrice supplémentaire (SMA) et zone prémotrice (PMA). Pris ensemble, ces 3 zones constituent un peu plus des 2/3 des fibres du tractus corticospinal qui vont et établissent des connexions directes avec les neurones de la moelle épinière pour activer vos muscles du côté opposé. Moins de 10% des connexions de M1 mais presque deux fois plus (plus de 20%) de SMA restent du même côté du corps.

D'une manière générale, les études de stimulation antérieures, comme celles de Penfield et de ses amis, concernaient l'activation de M1. Typiquement, cela produit des contractions de contractions distinctes des muscles du côté opposé du corps. Se déplacer plus "en amont" à SMA, la stimulation pourrait produire des actions plus complexes à une partie connexe du corps. Donc, stimuler dans la région de la main de M1 pourrait produire des secousses de doigts simples à chaque articulation, la stimulation SMA pourrait produire des actions plus coordonnées des doigts voisins et des articulations multiples. Fondamentalement, les mouvements sont plus complexes et coordonnés.

C'est quelque chose que j'ai souvent pensé. La formation en arts martiaux implique généralement l'utilisation du corps entier. Malgré cela, il y a souvent une préférence pour un camp par rapport à l'autre. Par exemple, les exercices de combat et les mouvements sont souvent appris du point de vue d'une main en avant et ainsi de suite. Une pratique étendue et égale des deux côtés n'est pas toujours attendue. Il y a des années, cependant, j'ai adopté la formation des deux côtés également pour la plupart de ma pratique d'arts martiaux et pour beaucoup d'autres activités. J'ai essayé de me rendre ambidextre.

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Ce qui me ramène à certaines des répercussions de la rupture de mon tendon du biceps cet été (vous pouvez lire à ce sujet ici si vous voulez). Mon bras gauche était hors service pendant un moment et je me suis donc appris à faire beaucoup de choses avec mon autre main – ma main droite. Depuis que je suis "droitier" mais j'ai fait beaucoup de choses avec les deux mains, vous pensez que ce serait facile, non?

À moins que l'une des choses auxquelles vous pensiez était de lancer une balle de baseball.

Ce n'était pas facile. Attraper avec ma main droite? Assez bon. Presque aussi bon que d'attraper avec ma main gauche. Mais lancer? Il était difficile d'obtenir le bon schéma de mouvement. Je devais constamment passer d'un bras à l'autre pour savoir comment le faire. Et je suis supposé être un expert en neuroscience du contrôle moteur – mes moteurs ne m'écoutaient pas!

Après des mois, ça reste difficile et je dois vraiment y penser pour lancer la balle avec tout mon corps derrière moi comme je peux le faire avec ma main droite. Mais j'ai continué à brancher. Mon plan est de continuer à utiliser les deux mains pour attraper et lancer. J'apprécie le défi de travailler sur l'entraînement avec les deux côtés de mon corps.

Mais que se passerait-il si j'étais un athlète professionnel dont les moyens de subsistance dépendent littéralement des compétences habituellement acquises d'un côté? Comme un coup de basketball. Comme le genre que l'avant de la NBA Cleveland Cavaliers Tristan Thompson utilise tous les jours au travail.

En octobre 2013, Sports Illustrated a écrit que Thompson, un «gaucher» autoproclamé qui tirait toujours, sans surprise, de la main gauche, avait appris à tirer avec précision sur sa main droite. Tristan lui-même a décrit l'expérience comme étant «une toute nouvelle personne». Le 4 décembre 2013, Tristan Thompson a connu une partie en carrière, terminant avec 17 points et 21 rebonds.

Il fait une étude intéressante sur la capacité de transférer l'entraînement d'un côté du corps à l'autre. À certains égards, cela rappelle aussi la «formation croisée» de la force – où l'entraînement des muscles d'un côté du corps produit un plus faible gain de force dans les muscles non entraînés de l'autre – mais qui est davantage lié à la «compétence».

Tout cela a été bien souligné par une étude récente publiée dans la revue Experimental Brain Research . Les scientifiques de l'Ohio State University ont mesuré l'activité des muscles des deux bras du singe M. fascicularis alors qu'ils stimulaient les zones primaires (M1), supplémentaires (SMA) et prémotor (PMA). C'est l'un des documents les plus détaillés encore à regarder les réponses à travers le corps. Il y avait beaucoup plus de réponses du même côté du corps ou des deux côtés que ce qu'elles avaient anticipé. En outre, la probabilité que la stimulation du cerveau produise des réponses du même côté du corps ou des deux côtés en même temps était beaucoup plus élevée dans SMA que M1. Autrement dit, dans les domaines liés un peu plus à la coordination.

Alors que actuellement ce niveau d'étude détaillée n'est pas disponible pour nous H. sapiens , nous pouvons nous attendre à une organisation fonctionnelle similaire dans notre cerveau. Alors que l'organisation anatomique et fonctionnelle globale de notre système nerveux a une latéralisation, de nouvelles preuves suggèrent qu'il n'est pas aussi simple que nous l'avions imaginé.

Au lieu de cerveau gauche, cerveau droit, mon message à emporter est d'essayer d'utiliser votre cerveau entier autant que possible. Vous pouvez pratiquer ceci dans votre système moteur en utilisant les bras et les jambes pour lancer, lancer et attraper. Ou même juste pour vous brosser les dents.

© E. Paul Zehr (2013)