Une perspective récente considère que la compréhension du sens des mots fasse appel, outre aux aires de Broca et Wernicke, au système sensori-moteur. A cet égard, l'étude du traitement des mots d'action apparaît comme un outil adapté à la compréhension des liens fonctionnels unissant langage et motricité. Ce travail de thèse avait pour but d'une part, de déterminer si le traitement des mots d'action implique les aires corticales participant également au contrôle moteur, et d'autre part, d'évaluer le rôle de ces régions dans les processus de récupération des mots. Dans une première étude, des effets différents d'âge d'acquisition des mots ont été observés sur la reconnaissance de noms concrets et de verbes d'action, suggérant l'existence de réseaux neuronaux partiellement distincts pour le traitement de ces mots. Lors d'une seconde étude, nous avons examiné l'influence du traitement de ces catégories de mots sur l'exécution d'un mouvement de préhension. Des analyses cinématiques fines ont révélé une interférence du traitement des verbes d'action sur la performance motrice simultanée, alors qu'une facilitation était obtenue lors de l'exécution subséquente du mouvement. Dans une troisième étude couplant des enregistrements électrophysiologiques et cinématiques, l'influence de la présentation subliminale de noms et de verbes a été mesurée sur la préparation simultanée d'un mouvement de préhension. Une interférence de la perception inconsciente des verbes d'action a été mise en évidence sur le potentiel de préparation motrice et sur l'exécution motrice subséquente. Enfin, notre dernière étude nous a permis d'évaluer le rôle du système moteur dans le traitement des verbes d'action, en comparant les effets d'amorçage répété masqué pour des noms et des verbes chez des patients parkinsoniens. Nos résultats ont révélé une absence d'effet d'amorçage uniquement pour les verbes d'action chez les patients privés de traitement dopaminergique ; la prise médicamenteuse rétablissait ensuite les performances, les patients se comportant alors comme des sujets sains. L'ensemble de ce travail de thèse fournit donc des éléments robustes en faveur d'un partage de substrats neuronaux entre les mots d'action et l'action elle-même, et suggère une contribution des aires motrices au traitement des mots d'action.

La perception de mouvements est associée à une augmentation de l’excitabilité du cortex moteur humain. Ce système appelé « miroir » sous-tendrait notre habileté à comprendre les gestes posés par une tierce personne puisqu’il est impliqué dans la reconnaissance, la compréhension et l’imitation de ces gestes. Dans cette étude, nous examinons de quelle façon ce système miroir s’implique et se latéralise dans la perception du chant et de la parole. Une stimulation magnétique transcrânienne (TMS) à impulsion unique a été appliquée sur la représentation de la bouche du cortex moteur de 11 participants. La réponse motrice engendrée a été mesurée sous la forme de potentiels évoqués moteurs (PÉMs), enregistrés à partir du muscle de la bouche. Ceux-ci ont été comparés lors de la perception de chant et de parole, dans chaque hémisphère cérébral. Afin d’examiner l’activation de ce système moteur dans le temps, les impulsions de la TMS ont été envoyées aléatoirement à l’intérieur de 7 fenêtres temporelles (500-3500 ms). Les stimuli pour la tâche de perception du chant correspondaient à des vidéos de 4 secondes dans lesquelles une chanteuse produisait un intervalle ascendant de deux notes que les participants devaient juger comme correspondant ou non à un intervalle écrit. Pour la tâche de perception de la parole, les participants regardaient des vidéos de 4 secondes montrant une personne expliquant un proverbe et devaient juger si cette explication correspondait bien à un proverbe écrit. Les résultats de cette étude montrent que les amplitudes des PÉMs recueillis dans la tâche de perception de chant étaient plus grandes après stimulation de l’hémisphère droit que de l’hémisphère gauche, surtout lorsque l’impulsion était envoyée entre 1000 et 1500 ms. Aucun effet significatif n’est ressorti de la condition de perception de la parole. Ces résultats suggèrent que le système miroir de l’hémisphère droit s’active davantage après une présentation motrice audio-visuelle, en comparaison de l’hémisphère gauche. / The perception of movements is associated with increased activity in the human motor cortex. This system underlies our ability to understand one’s actions, as it is implicated in the recognition, understanding and imitation of actions. In this study, we investigated the involvement and lateralization of this “mirror neuron” system (MNS) in the perception of singing and speech. Transcranial magnetic stimulation (TMS) was applied over the mouth representation of the motor cortex in 11 participants. The generated motor response was measured in the form of motor evoked potentials (MEPs), recorded from the mouth muscle. The MEPs were compared for the singing and speech conditions in each cerebral hemisphere. Furthermore, to investigate the time course of the MNS activation, TMS pulses were randomly emitted in 7 time windows (ranging from 500 to 3500 milliseconds after stimulus onset). The stimuli for the singing condition consisted in 4-second videos of singers producing a 2-note ascending interval. Participants had to judge whether the sung interval matched a written interval, previously presented on the screen. For the speech condition, 4-second videos of a person explaining a proverb were shown. Participants had to decide whether this explanation matched a written proverb previously displayed on the screen. Results show that the MEP amplitudes were higher after stimulation of the right hemisphere in the singing condition. More specifically, sending TMS pulses between 1000 and 1500 milliseconds over the right hemisphere yielded higher MEPs as compared to the left hemisphere. No effect was found in the speech condition. These results suggest that the right MNS is more activated after an audiovisual motor presentation compared to the left hemisphere.

La perception de mouvements est associée à une augmentation de l’excitabilité du cortex moteur humain. Ce système appelé « miroir » sous-tendrait notre habileté à comprendre les gestes posés par une tierce personne puisqu’il est impliqué dans la reconnaissance, la compréhension et l’imitation de ces gestes. Dans cette étude, nous examinons de quelle façon ce système miroir s’implique et se latéralise dans la perception du chant et de la parole. Une stimulation magnétique transcrânienne (TMS) à impulsion unique a été appliquée sur la représentation de la bouche du cortex moteur de 11 participants. La réponse motrice engendrée a été mesurée sous la forme de potentiels évoqués moteurs (PÉMs), enregistrés à partir du muscle de la bouche. Ceux-ci ont été comparés lors de la perception de chant et de parole, dans chaque hémisphère cérébral. Afin d’examiner l’activation de ce système moteur dans le temps, les impulsions de la TMS ont été envoyées aléatoirement à l’intérieur de 7 fenêtres temporelles (500-3500 ms). Les stimuli pour la tâche de perception du chant correspondaient à des vidéos de 4 secondes dans lesquelles une chanteuse produisait un intervalle ascendant de deux notes que les participants devaient juger comme correspondant ou non à un intervalle écrit. Pour la tâche de perception de la parole, les participants regardaient des vidéos de 4 secondes montrant une personne expliquant un proverbe et devaient juger si cette explication correspondait bien à un proverbe écrit. Les résultats de cette étude montrent que les amplitudes des PÉMs recueillis dans la tâche de perception de chant étaient plus grandes après stimulation de l’hémisphère droit que de l’hémisphère gauche, surtout lorsque l’impulsion était envoyée entre 1000 et 1500 ms. Aucun effet significatif n’est ressorti de la condition de perception de la parole. Ces résultats suggèrent que le système miroir de l’hémisphère droit s’active davantage après une présentation motrice audio-visuelle, en comparaison de l’hémisphère gauche. / The perception of movements is associated with increased activity in the human motor cortex. This system underlies our ability to understand one’s actions, as it is implicated in the recognition, understanding and imitation of actions. In this study, we investigated the involvement and lateralization of this “mirror neuron” system (MNS) in the perception of singing and speech. Transcranial magnetic stimulation (TMS) was applied over the mouth representation of the motor cortex in 11 participants. The generated motor response was measured in the form of motor evoked potentials (MEPs), recorded from the mouth muscle. The MEPs were compared for the singing and speech conditions in each cerebral hemisphere. Furthermore, to investigate the time course of the MNS activation, TMS pulses were randomly emitted in 7 time windows (ranging from 500 to 3500 milliseconds after stimulus onset). The stimuli for the singing condition consisted in 4-second videos of singers producing a 2-note ascending interval. Participants had to judge whether the sung interval matched a written interval, previously presented on the screen. For the speech condition, 4-second videos of a person explaining a proverb were shown. Participants had to decide whether this explanation matched a written proverb previously displayed on the screen. Results show that the MEP amplitudes were higher after stimulation of the right hemisphere in the singing condition. More specifically, sending TMS pulses between 1000 and 1500 milliseconds over the right hemisphere yielded higher MEPs as compared to the left hemisphere. No effect was found in the speech condition. These results suggest that the right MNS is more activated after an audiovisual motor presentation compared to the left hemisphere.

L’imitation volontaire est établie comme l’un des modes principaux d’acquisition des habiletés motrices. Il existe également une autre forme d’imitation, automatique et involontaire, étudiée initialement en psychologie sociale du fait de son interaction étroite avec les comportements pro-sociaux. Récemment, et sous l’influence de travaux des années 1990 mettant en lumière des substrats neuronaux communs à l’observation et à l’exécution du mouvement, les recherches scientifiques se sont concentrées sur cette notion d’imitation automatique et ont investigué, via différents paradigmes expérimentaux, les effets de facilitation et d’interférence entre mouvements observés et exécutés. Le travail réalisé dans le cadre de cette thèse vise à améliorer notre compréhension des mécanismes de contagion motrice et à identifier leurs applications possibles au réentraînement moteur. Dans une première étude, nous avons évalué l’impact de l’observation de mouvements de déséquilibre sur le balancement postural d’observateurs jeunes (24,5 ± 5 ans), sans troubles posturaux. Le contrôle de l’équilibre orthostatique fait principalement intervenir des structures sous-corticales pour le maintien du tonus postural et l’intégration multisensorielle. Ces substrats neuronaux seraient, de la même manière que les fonctions végétatives indépendantes du contrôle volontaire, plus facilement contaminés par les mouvements observés. Cependant, l’observation d’un déséquilibre sollicite également des mécanismes de régulation posturale, qui restreignent le balancement de l’observateur et se surajoutent à des processus inhibiteurs prévenant l’imitation compulsive des mouvements observés. Par conséquent, ce paradigme expérimental nous a permis de tester les limites des effets de contagion à partir d’une situation où les processus inhibiteurs et régulateurs de la posture étaient fortement sollicités. Cette étude nous a conduits à mettre en évidence une contamination du balancement postural des sujets par le déséquilibre observé, ce qui a confirmé l’importance et la prédominance des processus d’imitation. Ce résultat soulève des questions importantes en termes d’applications au réentraînement moteur chez les patients souffrant de troubles posturaux, en particulier chez les personnes âgées qui présentent une altération de leurs fonctions de stabilisation. En effet, si l’observation d’un déséquilibre conduit à une réaction de contagion motrice, il est vraisemblable qu’elle sollicite également des fonctions inhibitrices et régulatrices permettant la stabilisation de l’observateur. La visualisation répétée d’un déséquilibre peut-elle alors conduire à une amélioration de la stabilisation chez les personnes à risque ? Pour étudier cette question, il serait nécessaire de répéter ce protocole chez le public cible - les réponses pouvant être modulées par l’âge et les aptitudes motrices des personnes. Notre seconde étude visait à évaluer l’impact du répertoire moteur sur les réactions de contagion motrice. S’il est admis que le système moteur (contraintes biomécaniques, niveau d’expertise) affecte les processus perceptifs, son effet sur les réactions d’imitation automatique a été peu étudié. Nous avons analysé les réactions posturales d’observateurs jeunes (24,2 ± 3,7 ans), sains, face à des séquences de déséquilibre antéro-postérieur et médio-latéral. Les stratégies d’équilibration posturale sont associées à des contraintes différentes selon ces deux axes, avec une symétrie médio-latérale et une asymétrie antéropostérieure – asymétrie résultant d’une position du centre de masse en avant de l’articulation de la cheville, qui induit une sollicitation accrue des muscles du plan postérieur pour la stabilisation posturale. Un impact du système moteur sur le processus de contagion serait donc susceptible de se traduire par des réactions posturales différentes dans nos deux conditions d’observation. etc / Voluntary imitation is known as a major means of acquisition of motor skills. Besides, another form of imitation, automatic and involuntary, was initially more extensively studied in social psychology, perhaps because of its close interaction with prosocial behaviors. Recently, there was a renewal of interest in automatic imitation, following research works of the 1990s that highlighted common neural substrates for movement observation and execution. In this context, scientific studies started, through various experimental paradigms, to investigate facilitation and interference effects between observed and executed movements. Research work presented in this thesis aims to improve our understanding of the mechanisms involved in motor contagion and to identify their possible application to motor retraining. For this purpose, we evaluated, in our first study, the impact of observation of postural imbalance on body sway of young (24.5 ± 5 years), healthy observers. Postural control mainly relies on subcortical structures for maintaining postural tonus and ensuring multisensory integration. Similarly to vegetative functions that are independent of voluntary control, these neural substrates would be more easily contaminated by observed movements. However in response to observed imbalance, postural regulation mechanisms, superimposed to inhibitory processes that prevent compulsive imitation, restrain observers’ disequilibrium. Therefore, this experimental paradigm enabled us to test the limits of contagion mechanisms in a situation highly soliciting inhibitory and regulation processes. Our results led us to highlight a contagion effect of observed imbalance on subjects’ postural sway, which confirmed the importance of imitation processes. These results raise an important question in terms of applications for movement retraining in patients with postural disorders, more specifically in elderly patients with impaired stabilization functions. In effect, if observation of postural imbalance leads to a motor contagion response, it is also likely to solicit regulatory and inhibitory functions for observers’ postural stabilization. Thus, could repeated observation of such disequilibrium movements lead to an improvement of stabilization functions for subjects with postural deficits? To investigate this question, it will be necessary to repeat this protocol with the target population, since observers’ response is likely to vary with age and motor competences. To complete this work, we conducted a second study to assess the impact of the motor repertoire on motor contagion responses. Although it is widely accepted that the motor system (biomechanical constraints, level of expertise) affects perceptual processes, its effect on imitative responses has been little studied. We analyzed postural reactions of young (24.2 ± 3.7 years), healthy observers when presented with sequences of anteroposterior and medio-lateral imbalance. Postural equilibration strategies are associated with different constraints along these two axes, with a medio-lateral symmetry and an anteroposterior asymmetry – this latter asymmetry results from a location of the center of mass ahead of the ankle joint, which induces an increased solicitation of muscles from the posterior plane for stabilization. An impact of the motor system on the contagion process could therefore appear in the form of different postural responses in our two observation conditions. Our results indicated a greater contagion effect during observation of anteroposterior compared to medio-lateral imbalance. Postural contagion is therefore conditioned by observers’ equilibration strategy. In our third study, we considered using this contagion effect for perceptual training aimed at the maintenance and improvement of elderly subjects’ motor performances. The issue of an observational training device is especially relevant when considering people for whom physical exercise is limited due to fatigue or pain.etc