Somatotopie motrice des articulateurs supralaryngés de la parole Krystyna Grabski 1 , Laurent Lamalle 2,3 , Coriandre Vilain 1 , Jean-Luc Schwartz 1 , Nathalie Vallée 1 , Irène Tropres 2,4 , Monica Baciu 5 , Jean-François Le Bas 2,6 , Marc Sato 1 1 GIPSA-Lab, Département Parole et Cognition, UMR CNRS 5216 & Grenoble Universités; 2 IFR1 ‘RMN Biomédicale et Neurosciences’, Unité IRM 3T, CHU de Grenoble; 3 INSERM; 4 Université Joseph Fourier; 5 Laboratoire de Psychologie et NeuroCognition, UMR CNRS 5105 & Université Pierre Mendès France; 6 CHU de Grenoble krystyna.grabski@gipsa-lab.grenoble-inp.fr ; marc.sato@gipsa-lab.grenoble-inpg.fr ABSTRACT In order to localize cerebral regions involved in articulatory control, ten participants were examined using functional magnetic resonance imaging while executing lip, tongue and jaw movements. Although the three motor tasks activated a set of common brain areas classically involved in motor control, distinct movement representation sites were nevertheless found in the primary motor cortex. These results support and extend previous brain imaging studies by demonstrating a sequential dorso-ventral somatotopic organization of lips, jaw and tongue in the motor cortex. Keywords: supralaryngeal articulators, motor cortex, somatotopy, fMRI. 1. INTRODUCTION Penfield et Boldrey [1] ont été les premiers à démontrer l’existence d’une organisation topographique musculaire au niveau du cortex moteur primaire. Lors de stimulations électriques appliquées à des régions distinctes du cortex moteur, ils ont en effet observé le déclenchement de mouvements musculaires spécifiques et ont ainsi établi une cartographie corticale motrice liée au contrôle de différentes parties du corps. Cette organisation corticale motrice, dite ‘somatotopique’, des parties corporelles ne reflète néanmoins pas la morphologie humaine, et l'étendue des zones motrices associées à chaque partie du corps correspond plutôt à la précision et la sensibilité du contrôle moteur des gestes associés à celle-ci. Une représentation spatiale différenciée des articulateurs de la parole a également été démontrée par Penfield et Rasmussen [2]. Ils ont en effet observé une organisation séquentielle dorso-ventrale des activations liées au contrôle des lèvres, de la mâchoire et de la langue au sein du cortex moteur primaire. Plus récemment, des études en imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) ont également démontré des activations différenciées au niveau du cortex sensorimoteur lors de différentes tâches motrices orofaciales. Ainsi, Lotze et al. [3], Hesselman et al. [4], Pulvermüller et al. [5] et Brown et al. [6] ont observé des activations sensorimotrices spatialement distinctes lors de la réalisation de mouvements labiaux et linguaux. De manière importante, les pics d’activations observés dans ces différentes études présentaient entre eux une très forte similarité spatiale, en accord avec une organisation dorso-ventrale lèvres-langue telle que suggérée par les travaux de Penfield et Rasmussen [2]. Enfin, Brown et al. [6] ont également observé une organisation somatotopique sensorimotrice dorso-ventrale larynx-lèvres-langue (voir également [7]). Face à ces résultats et outre la mise en évidence d’un réseau neuro-anatomique fonctionnel commun associé au contrôle moteur des lèvres, de la mâchoire et de la langue, cette étude IRMf a pour but de tester une possible somatotopie dorso-ventrale lèvres-mâchoire-langue dans le cortex moteur. 2. MÉTHODES 2.1 Participants Dix volontaires droitiers de langue maternelle française ont participé à l’étude (dont 8 hommes; âge : 21-43 ans). Cette étude a reçu un avis favorable du Centre Hospitalier Universitaire de Grenoble, du Comité de Protection des Personnes pour la recherche biomédicale de Grenoble et de l’Agence Française de Sécurité Sanitaire des Produits de Santé. 2.2 Procédure L’expérience consistait en la réalisation distincte de trois tâches motrices, chacune à partir d’une position de base immobile (mâchoire fermée, lèvres et langue ‘au repos’) : protrusion des lèvres, mouvement retroflèxe de la langue et ouverture mandibulaire. Une tâche contrôle, sans aucune activité motrice, a également été testée. Les participants devaient produire l’une des 4 conditions toutes les 10 secondes selon un ordre pseudo-aléatoire (une même condition ne pouvant survenir plus de deux fois de suite). Chaque condition consistait en 18 essais. Pour chaque essai, précédée d’une croix de fixation durant 500ms, une consigne visuelle (‘lèvres’, ‘langue’, ‘mâchoire’ ou ‘repos’) indiquait au participant la condition à réaliser et la durée du mouvement (1s). 75 scans fonctionnels ont ainsi été acquis pour une durée totale de 13 minutes. 2.3 Matériel et acquisition des données IRM A l’aide du logiciel Presentation (Neurobehavioral Systems, Albany, EU), les consignes visuelles ont été projetées au moyen d’un vidéo projecteur sur un écran XXVIIIèmes Journées d'Etude sur la Parole, Mons, 25 - 28 mai 2010 157