UN SCÉNARIO PÉDAGOGIQUE AUTOUR DE LA NEUROPLASTICITÉ

MISE EN GARDE

Cette activité repose sur un scénario pédagogique qui modifie volontairement le sens exact d’une IRM fonctionnelle. Concrètement elle présente comme l’IRM fonctionnelle d’une jeune fille, l’IRM fonctionnelle moyenne de 7 femmes et 2 hommes. Bien que les aires cérébrales mises en évidence lors de cet enregistrement chez des cobayes adultes soient théoriquement les mêmes chez les enfants il importe de garder à l’esprit qu’il y a bien là une « substitution » d’une image par une autre. Ce procédé pédagogique est comparable à l’emploi de produits de substitution dans certains TP. S’agissant d’imagerie cérébrale on veillera à ce que la substitution demeure crédible, par exemple on ne présentera pas l’IRM fonctionnelle localisant les aires visuelles comme étant l’IRM fonctionnelle montrant les aires auditives.    

OBJECTIFS NOTIONNELS ET MÉTHODOLOGIQUES

La plasticité cérébrale au lycée est abordée sous deux angles : la neuroplasticité liée aux apprentissages et la neuroplasticité post-lésionnelle.

La banque ANAPEDA renferme un exemple célèbre de neuroplasticité post-lésionnelle : le cas d’une aphasie provoquée par l’excision chirurgicale d’une large partie de l’hémisphère cérébral gauche chez une jeune patiente souffrant d’une forme rare d’épilepsie.

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Si ces images illustrent à merveille le concept de neuroplasticité post-lésionnelle, elles présentent le défaut de ne pas se prêter aisément à une transposition didactique. En effet, la présentation de ce cas clinique nécessite d’informer l’élève que la patiente subit une opération du cerveau, implicitement responsable d’un symptôme post-opératoire, l’aphasie.

Le problème scientifique se réduit alors à expliquer la récupération de la fonction perdue et l’on peut attendre de l’élève qu’il propose, soit que la partie du cerveau excisée s’est régénérée, soit qu’une autre région du cerveau supporte désormais la fonction d’élocution.

Une proposition d'activité disponible sur ce site détaille cette stratégie pédagogique.

Mais, il nous semble possible d’amener les élèves à s’interroger sur le phénomène de neuroplasticité post-lésionnelle en les plaçant dans une situation où la résolution du problème qu’on leur soumet implique justement de rechercher la manifestation de ce phénomène.

En outre, cette activité se prête bien à la préparation du grand oral dans la mesure où elle requière la capacité de justifier un conseil thérapeutique et que cette justification a tout lieu de se formaliser oralement.

DÉMARCHE PÉDAGOGIQUE

La situation déclenchante consiste à présenter le cas d’une jeune fille souffrant d’une forme suffisamment grave d’épilepsie pour que ses parents en viennent à envisager une intervention chirurgicale.

"Une jeune fille, Cendrillon, âgée de 12 ans, souffre d’une épilepsie de Rasmussen qui résiste au traitement pharmacologique et se manifeste par des crises pluriquotidiennes. Ces crises handicapent de plus en plus la patiente qui ne peut plus convenablement étudier ou pratiquer du sport. La famille de Cendrillon a entendu dire que cette maladie pouvait être soignée à l’aide d’une intervention chirurgicale."

Sous la forme d’un jeu on attribue alors aux élèves le rôle de l’équipe médicale qui reçoit la demande de la famille et doit y répondre en se basant sur des faits, en l’occurrence la comparaison du cas de Cendrillon avec celui d’une autre patiente, Raiponce, souffrant d’une épilepsie similaire et ayant effectivement bénéficiait d’une opération thérapeutique.

L’élève est notamment invité à évaluer les avantages et les inconvénients d’une telle intervention, tout en relevant la part d’incertitude qui accompagne inévitablement ses pronostics.

LES DOCUMENTS FOURNIS AUX ÉLÈVES

Document 1 : l’origine des crises d’épilepsies

L’épilepsie est provoquée par un groupe de neurones anormaux, baptisés « foyer épileptogène », qui envoie soudainement des bouffées de signaux électriques dans tout l’encéphale.

Document 2 : un précédent médical

Il y a quelques d’années, une jeune fille âgée de 10 ans, Raiponce, souffrant également d’une épilepsie de Rasmussen a été opérée à l’hôpital marseillais de la Timone. L’intervention a consisté à retirer la partie du cerveau renfermant le foyer épileptogène. Suite à l’opération la patiente n’a plus subi aucune crise d’épilepsie, mais elle s’est révélée incapable de parler. Admise dans une école spécialisée elle a suivi une rééducation orthophonique et, au bout de 18 mois, s’est montrée de nouveau capable de prononcer de courtes phrases.

Document 2.a : localisation du foyer épileptogène chez Raiponce

Document 2.b : IRM fonctionnelle réalisée chez Raiponce avant l’opération

Cette IRM fonctionnelle a été réalisée lorsque Raiponce prononçait des mots.

Document 2.c : IRM anatomique cérébrale de Raiponce 18 mois après l’opération

À l’aide du logiciel EduAnat2 il est possible d’observer l’IRM anatomique cérébrale de Raiponce réalisée 18 mois après son opération.

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Document 2.d : IRM fonctionnelle de Raiponce 18 mois après l’opération

À l’aide du logiciel EduAnat2 il est possible d’observer une IRM fonctionnelle de Raiponce réalisée 18 mois après l’opération et destinée à identifier les aires cérébrales responsables de la fonction d’élocution. Le seuil de ce calque fonctionnel doit être réglé sur 70.

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Document 3 : localisation du foyer épileptogène chez Cendrillon

Document 4 : IRM fonctionnelle de Cendrillon lors d’un exercice de lecture

À l’aide du logiciel EduAnat2 il est possible d’observer une IRM fonctionnelle de Raiponce réalisée 18 mois après l’opération et destinée à identifier les aires cérébrales responsables de la fonction de lecture. Le seuil de ce calque fonctionnel doit être réglé sur 34.

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ATTENTION : la lecture et la parole sont deux compétences différentes. Par exemple, les jeunes enfants savent parler avant de savoir lire.

RÉSULTATS ATTENDUS

La comparaison du doc.2.a et de l’IRM fonctionnelle préopératoire de Raiponce (doc.2.b) montre que son foyer épileptogène se situe au niveau de l’une des aires cérébrales dont l’activité participe à l’élocution.

L’observation de l’IRM anatomique cérébrale postopératoire de Raiponce (doc.2.c) indique que la zone excisée lors de l’intervention chirurgicale correspond bien à la seule région où se situait le foyer épileptogène.

On établit évidement une relation de causalité entre l’aphasie dont souffre Raiponce à son réveil de l’opération et l’excision de cette aire cérébrale.

On en déduit qu’une fonction cognitive comme l’élocution, dont la réalisation repose sur l’activité conjointe de plusieurs aires cérébrales, peut être obérée par la destruction d’une seule de ces aires.

La comparaison du doc.3 et de l’IRM fonctionnelle de Cendrillon (doc.4) montre que son foyer épileptogène se situe au niveau de l’une des aires cérébrales dont l’activité participe à la lecture.

En se fondant sur le précédent que représente Raiponce on peut donc raisonnablement pronostiquer qu’une excision du foyer épileptogène de Cendrillon se traduira par une alexie (incapacité de lire).

Toutefois, il convient de faire preuve d’un peu d’esprit critique. En effet, plusieurs paramètres doivent inciter à relativiser ce pronostic :

• Raiponce et Cendrillon sont deux patientes différentes et rien ne dit que les séquelles observées sur l’une se manifesteront également sur l’autre.
• l’élocution et la lecture sont deux fonctions cognitives différentes, mais toutes deux reposent sur l’activité conjointes de plusieurs aires cérébrales. On a vu que chez Raiponce la destruction d’une seule de ces aires provoquait la perte de la fonction d’élocution, mais il n’est pas certain qu’il en aille de même pour la fonction de lecture.
• les foyers épileptogène

La comparaison de l’IRM fonctionnelle préopératoire (doc.2.b) et de l’IRM fonctionnelle postopératoire (doc.2.d) de Raiponce révèle que la récupération de la fonction d’élocution, à l’issue des 18 mois de rééducation, est liée à un phénomène de neuroplasticité puisque c’est désormais une aire cérébrale située dans l’hémisphère droit de la patiente qui est responsable de cette fonction.

En se fondant, encore une fois, sur le précédent que représente Raiponce on peut donc pronostiquer qu’une éventuelle alexie provoquée par une excision du foyer épileptogène serait suivie par une récupération fonctionnelle au bout de quelques mois de rééducation.

Mais, là encore, il convient de se montrer prudent. Les mêmes paramètres qui rendent incertain le pronostic concernant les séquelles d’une opération compromettent également le pronostic d’une récupération postopératoire. En particulier, le fait que Cendrillon soit plus âgée que Raiponce pourrait diminuer le phénomène de neuroplasticité.

INFORMATIONS COMPLÉMENTAIRES

On trouvera à la page suivante des informations complémentaires sur :

• le tableau clinique de Raiponce
• les caractéristiques techniques de l’imageur utilisé
• des publications scientifiques rapportant ce cas clinique ou des données sur l’étude par neuro-imagerie de la fonction langagière

On trouvera à la page suivante des informations complémentaires sur :

• les images utilisées pour mettre en scène le cas de Raiponce
• les caractéristiques techniques de l’imageur utilisé
• des publications scientifiques rapportant ce cas clinique ou des données sur l’étude par neuro-imagerie de la fonction de lecture