Imagerie mentale visuelle : le cas d'un patient suggère un nouveau réseau cérébral clé

Un patient est admis aux urgences après un AVC étendu dans la zone occipito-temporale de l’hémisphère gauche. Bien que sa vie fût sauvée, le patient se réveille avec de multiples déficits : une hémianopie – la perte de la vision du côté droit -, une alexie – une incapacité à lire -, et une incapacité à nommer les couleurs.

Ces multiples atteintes et la présence de la lésion dans le lobe temporal gauche poussèrent les cliniciens et chercheurs de l’Institut du Cerveau à évaluer une autre fonction cérébrale : l’imagerie mentale visuelle.

Les réseaux cérébraux de l'imagerie mentale

A l’heure actuelle, le modèle prédominant des bases cérébrales de l’imagerie mentale propose que celle-ci engage l’aire visuelle primaire à l’arrière de notre cerveau, qui est aussi impliquée dans le traitement de ce que nous voyons vraiment avec nos yeux. Pourtant des données issues de cas de patients allant à l’encontre de ce dogme se sont accumulées ces vingt dernières années. Dans une récente méta-analyse, l’équipe de Paolo Bartolomeo a suggéré que l’imagerie mentale serait plutôt encodée au niveau des réseaux fronto-pariétaux de l’attention et de la mémoire de travail, ainsi que dans une petite région du gyrus fusiforme du lobe temporal gauche. Le cas de ce nouveau patient à la lésion occipito-temporale gauche était alors l’occasion pour les chercheurs de l’Institut du Cerveau de réexplorer leur hypothèse.

Une imagerie mentale visuelle intacte, malgré les lésions

Afin de tester les capacités d’imagerie mentale du patient, les médecins lui ont fait passer une batterie de tests. Ceux-ci consistent en un certain nombre de questions sur l’apparence visuelle des objets : qu’est-ce qui est le plus rouge entre une fraise et une cerise ? Quelle ville est la plus à droite sur la carte de France entre Bordeaux et Strasbourg ? Pour y répondre correctement, le patient devait faire appel à son imagerie mentale et visualiser dans sa tête une fraise, une cerise ou une carte de France. « À notre grande surprise, l’imagerie mentale visuelle de notre patient était bien préservée » explique Paolo Bartolomeo (Inserm), dernier auteur de l’étude. « Une nouvelle question se posait alors : pourquoi n’éprouvait-il aucune difficulté, malgré sa lésion qui aurait du toucher des réseaux important pour exercer cette fonction de notre cerveau. »

A mi-chemin des réseaux du langage et sémantique

Grâce à la tractographie IRM, qui permet de visualiser les faisceaux de neurones dans le cerveau – le câblage en quelques sortes -, les chercheurs ont pu identifier quelques éléments clés expliquant pourquoi l’imagerie mentale du patient était intacte malgré sa lésion. Ils ont mis en évidence que le nœud de l’imagerie mentale, localisé au niveau du gyrus fusiforme dans le lobe temporal gauche, avait été épargné par la lésion.

L’équipe de scientifiques a ensuite montré que deux faisceaux de connectivité passaient par ce nœud : le faisceau arqué, associé au système du langage, et le faisceau longitudinal inférieur, lié au système sémantique, c’est-à-dire notre connaissance du monde, des objets et des concepts.

À cause de sa lésion, le patient ne recevait plus d’information visuelle directe dans son hémisphère gauche. Le nœud de l’imagerie mentale ne recevait donc plus ce type d’information, mais continuait d’être alimenté par le réseau sémantique.

« Ces résultats appuient notre hypothèse selon laquelle l’imagerie mentale visuelle proviendrait d’une activation dite « top-down » à partir des informations issues des réseaux du langage et sémantique. Cela va à l’encontre du modèle dominant de l’imagerie mentale, selon lequel les aires visuelles primaires sont nécessaires à la mise en œuvre de cette capacité » conclut Paolo Bartolomeo (Inserm).