1.3.4.1

Criticism of the neurodevelopmental approach

The neurodevelopmental approach according to the Bobath theory is widely accepted without any validated evidence of its superiority . The Bobath theory, aiming to restore the postural control as a prerequisite to repetitive task training in order to be as physiological as possible, is opposed to theories inspired by Carr and Shepherd on motor skill training where the training program should focus on performing a functional task, regardless of the motor strategies used . A physiological training (i.e. with various functional tasks directly linked to daily life activities) promotes the acquired gesture ability ( Table 1 ) . The sensory environment must be “enriched” with multimodal stimuli (e.g. proprioceptive, visual, etc.) .

1.3.4.2

Study of the ipsilesional corticospinal excitability

Clinically, the best prognosis factor for evaluating the probability of regaining hand dexterity is the UE residual voluntary motor ability at 1-month post stroke . The localization of the brain lesion, its type and size are also recognized prognosis factors to predict the final outcome of the patient’s functional recovery . It is possible to evaluate the corticospinal excitability in the first week poststroke. Within this timeframe, the presence of motor evoked potential (MEP) on the hand’s intrinsic muscles prefigures a better outcome than the lack thereof. However, the negative predictive value for lack of MEP is weak, the onset of a cortical evoked response can take several months and the link between distal hand functions recovery and upper limb distal MEP is complex .

The study of fractional anisotropy (FA) of the internal capsule by diffusion tensor imaging can detect and quantify corticospinal tract degeneration . In the chronic stroke patient, the decrease of the FA ratio (lesioned/healthy hemisphere) is correlated to the degree of distal voluntary motricity . Stinear et al. showed that the potential response to chronic stroke motor rehabilitation training can be predicted by evaluating the corticospinal tract excitability and the FA value . The lingering of a motor evoked response on the hand permits noteworthy functional gains up to 3-years poststroke. When faced with the absence of a motor evoked response, the lack of more than 75% of FA predicts very limited benefits gained with this training.

These extraclinical indicators are not part of our daily medical practice. The studies listed in this article underline their relevance as tools for establishing therapeutic strategies (restoring or compensating an impaired motor capacity) based on the knowledge of the corticospinal tract excitability.

1.4.1.1

Attentional information

The feedback can be verbal while the subject performs a motor task. In case of moderate motor impairment, to give some information to the patient on the quality of his interjoint coordination would be more efficient than regular feedback on his or her task performance . This result is coherent to those obtained by trunk restraint for compensating movements in case of severe motor impairment .

Partial deafferentation-deefferentation of the upper limb can be done by a selective regional anesthesia of the upper nerve roots of the brachial plexus. This technique, coupled with distal motor retraining, could lead to significant functional improvements for the hemiparetic hand (study on seven chronic cases) . The idea would be to reorganize the sensory and motor maps in favor of the distal extremity under-represented after a stroke. In this study, the exploration by MEP seems to corroborate this hypothesis. We can see the relevance of this technique in subacute stroke when there is a minimal distal motricity rendered inoperative by proximal syncinesia pattern.

1.4.1.2

Physiotherapy

Two hours of transcutaneous sensitive neurostimulation are sufficient to improve the paretic hand function of chronic stroke patients. The somatosensory stimulation of the median, ulnar and radial nerves is delivered at the level of the paretic wrist . Given prior to the rehabilitation training session, this stimulation would boost the motor training impact, probably by triggering an ipsilesional intracortical disinhibition .

Using thermal stimulation (TS), where patients are encouraged to take their paretic arm away when they feel an uncomfortable sensation, could promote the recovery of proximal motricity in early stroke rehabilitation .

The impact of acupuncture on upper limb motor recovery is not conclusive . On the other hand, electroacupuncture (EA), technique closer to the transcutaneous sensitive neurostimulation, increases the functional improvements of classic early stroke rehabilitation .

1.4.1.3

Mirror therapy

Mirror therapy consists in creating the illusion of perfect bilateral synchronization. Initially used for treating phantom limb pains of amputees, it has recently been the object of some publications for poststroke cases and recently a RCS . Patients are instructed to perform bimanual flexion-extension movements of the wrists and fingers (30 min/day, for a duration of 4 weeks). Their paretic limb is not visible: either hidden behind a simple panel (control group) or hidden by a mirror that reflects the movements of the healthy limb (experimental group). Furthermore both groups are given a neurodevelopmental treatment. Mirror therapy gives better motor capacity and autonomy scores for tasks involving the upper limb and the acquired results last for 6 months. This study included 40 stroke patients, all had a lesion on their dominant hemisphere, a characteristic that would enhance a positive response to this bimanual therapy . Results interpretation is quite limited due to two facts: non consistent poststroke delay (3 months to 1 year) and lack of control over the time spent in classic rehabilitation training (from 2 to 5 hours per day).

1.4.2.1

Constraint-induced movement therapy (CI therapy)

The clinical experiments on hemiparetic monkeys that had undergone deafferentation underlined the reversibility of the learned non-use phenomenon acquired by the mandatory use of the paretic limb . Thus, CI therapy as described by Taub et al. is the most complete application of the functional task paradigm. The rehabilitation training for the paretic arm is quite intensive (60 hours, 6 hours/day, over a 10-day period). The exercises are applied according to the “intensive mass practice approach”, i.e. breaking down an arm function task into simple tasks performed separately and repeated several times, as the participants improve in performance, the complexity and difficulty of the tasks were increased in an attempt to continue to challenge them. The subjects wore a restraining device on their healthy limb during the day in order to force them to use their paretic limb to perform their daily tasks. The Liepert et al. study reports the use of cortical mapping by transcranial magnetic stimulation and shows a lingering modification of the cortical activity after CI therapy . Other observations suggest a correlation between the cortical activity changes and the CI therapy response. These series of cases unveil a great inter-individual variability regarding the activation patterns triggered by task training . This horizontal plasticity, mainly the widening of the paretic hand representation beyond the primary somatomotor areas is non-specific since it is observed after bimanual training .

1.4.2.2

Mental imagery

Mental imagery can be defined as the conscious representation of an action and is based on a subliminal activation of the motor neuron system. The latter is not only involved in performing a movement but also in imagining actions, recognizing various tools, comprehending an other person’s behavior and observational learning . Mental imagery training is used by athletes to acquire new motor skills. We should differentiate the mental imagery exercises performed at the first and third person. In the first case the subject is the actor performing an imaginary movement (“kinesthetic imagery”), in the second case he or she is the spectator of a mental representation of his or her own body in movement (“visual imagery”).

For stroke patients, many studies argue in favor of the first technique (“kinesthetic imagery”) but the recent review by Braun et al. counterbalances these results: RCS are rare, the protocols applied vary from one study to the next even though they usually consist in subjects mentally repeating a daily task they have previously seen performed by a third party . The positive impact of mental imagery training can be translated into increased arm function capacities (Action Research Arm Test) but not in terms of motor impairment (pinch force) . This positive impact is restricted to the tasks practiced both mentally and physically, in that case mental imagery should only be considered as a secondary technique . A recent RCS versus placebo suggests that mental imagery, performed after physical rehabilitation exercises, considerably improves motor impairment and arm function capacities . The patients included in this study are chronic stroke patients with moderate motor impairment and free from severe cognitive disorders. However, a more specific cognitive assessment would be useful to differentiate the subjects capable of correctly performing mental imagery exercises from those who are unable to perform them correctly (“chaotic motor imagery”) or even not able to perform it at all . Such tools are available for assessing this aptitude and stick to treatment compliance (e.g.: Motor Imagery Questionnaire). Finally the efficacy in subacute stroke and/or in case of severe motor impairment has rarely been studied even though it is under these conditions that mental imagery could compensate for the lack of therapeutic options.

1.4.2.3

Bilateral movement training

The aptitude to coordinate both upper limbs during a bilateral in-phase (BIP) task is partially retained in the stroke patient . Bilateral movement training validated by the meta-analysis of Stewart et al., does not appear clearly superior or even as efficient as the unilateral mode in some other studies . Many factors could explain these divergent results: poststroke delay, degree of motor impairment, type of bilateral movement training proposed (proximal or distal, functional or sensorimotor) and amount of movement repetitions.

1.4.2.4

High-frequency transcranial magnetic stimulation (TMS)

Repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) modulates motor cortex excitability. Its inhibiting or facilitating effect is directly linked to the chosen stimulation frequency as demonstrated by the “paired-pulse stimulation” technique described by Kujirai et al. . In paired-pulse cortical stimulation experiments, conditioning subthreshold stimuli suppress the electromyographic (EMG) responses of relaxed muscles to suprathreshold magnetic test stimuli at short interstimulus intervals (ISIs) (1–5 ms) due to the effect of GABAergic inhibition within the motor cortex. Long ISIs (6–15 ms) facilitate the first stimulation (glutamatergic interneurons). Furthermore, during repeated stimulation, the stimulation frequency modulates the cortical excitability: a frequency lower than 1 Hz reinforces the intracortical inhibition, conversely, a frequency above 5 Hz facilitates the cortical excitability. The effects of rTMS can transitory linger after stimulation. This lingering effect is based on the induction of a phenomenon of long-term depression (LTD) and synaptic long-term potentiation (LTP) . In neuropsychiatry rTMS is the focus of several clinical studies: in drug-resistant depression where it could offer a real alternative to electroconvulsive therapy, in treating tinnitus, abnormal movements and more recently poststroke patients . In the latter case, clinical studies versus placebo are possible with the control group receiving magnetic stimulation below 10% of the resting motor threshold. The patient perceives the noise and vibrations triggered by the magnetic stimulation and feels the weak electrical current induced at scalp level.

1.4.2.5

Transcranial electrical stimulation

Transcranial electrical stimulation of the ipsilesional motor cortex is proposed to improve arm functions of the chronic stroke patient. Hummel et al. directed a double-blind, sham-controlled, crossover study to test the hypothesis that non-invasive stimulation of the motor cortex could improve motor function in the paretic hand of patients with chronic stroke. This was possible because the current delivered to the placebo group was of such low intensity (1 mA) that the subject could not differentiate, after a few seconds, if the electrostimulation stopped or lingered on . The six subjects tested were at least 2 years poststroke and only one case had a lesion of the cerebral cortex. In all cases, the primary motor cortex was spared by the lesion. The UE motor impairment is very slight (96% of the Fugl-Meyer score). The stimulation is applied during 20 minutes to the primary motor area of the paretic hand. Hand function was measured using the Jebsen-Taylor Hand Function Test (JTT), JTT measured in the paretic hand improved significantly with non-invasive transcranial direct current stimulation (tDCS) only. In parallel, the ipsilesional corticospinal excitability increased as well. The clinical effect lingered on for 25 minutes after the session but disappeared after 10 days. These functional results are comparable to those obtained by rTMS.

The electrical stimulation of the primary motor cortex using implanted epidural cortical electrodes is used to enhance voluntary arm function capacity. Brown et al. obtained very encouraging results, without any severe adverse events on six chronic stroke patients who had had an ischemic stroke at least 4 months prior to inclusion causing persistent to moderate weakness of the arm. The electrical stimulation was only delivered during the rehabilitation sessions, either at an intensity level corresponding to half of that able to trigger an electro-induced movement, or if there is no movement at 6,5 mA. In the control group, four chronic stroke patients receive similar rehabilitation training, without electrical stimulation. The superiority of the experimental treatment is demonstrated on the motor impairment (upper extremity Fugl-Meyer score), however the control group has a significantly higher poststroke delay constituting a valid bias . The 12-week follow-up should be extended.

These motor results are also found in a RCS with similar methodology. This study included 24 patients (moderate motor impairment, median 33 months poststroke) and compares motor retraining + corticostimulation versus motor retraining only over a 6-week period . Significant improvements to the upper extremity are described after a 4-week follow-up.

The question is: which stimulation, electrical or magnetic, transcranial or epidural, presents the best benefit/risk ratio? This question remains unanswered to this day.

1.4.2.6

Coupled stimulation

Other perspectives might be of interest: for example, facilitating the central motor command by cortical stimulation could be improved by coupling it to a peripheral nerve stimulation , or to distal electrostimulation (EMG-stim), a technique association not studied to this day.

1.4.3.1

Low-frequency transcranial magnetic stimulation

1.4.3.2

Constraint-induced (CI) therapy: physical constraint of the healthy upper limb

It would be relevant to study both the effects of intensive rehabilitation training and CI therapy in a RCS. We can discuss the efficacy of physical constraint in regards to the following results: combined use of CI therapy with physical constraint of the healthy upper limb (2 hours/day) and classic rehabilitation training does not yield any additional functional improvement . We can also observe the same results when physical constraint is proposed alone for chronic stroke rehabilitation when the patient is back home . Finally, keeping the training protocol while eliminating the physical constraint of the healthy upper limb yields significant functional improvements .

1.4.3.3

Anesthesia of the healthy upper limb

Transitory anesthesia of the healthy hand can be achieved with a venous compression-induced ischemia to the wrist. It leads to motor performance improvement of the paretic fingers in 13 chronic stroke patients. This suggests a decrease of the transcallosal inhibition applied by the healthy hemisphere .

1.5.1.1

Early stroke rehabilitation

Increasing the total amount of classic rehabilitation care by 5 hours does not yield any functional improvements, even though the treatment starts on the 10th day poststroke . Five studies suggest that 15 to 20 additional hours of specific rehabilitation retraining, taking place during the first trimester poststroke, can lead to clinically significant improvements of the hand function on the long term. The degree of motor impairment would condition the access to a technique that would either be specifically focused on sensorimotor or functional improvements . The “Arm BASIS training” is a standardized sensorimotor training dedicated to severely impaired patients. In a multicenter RCS including 62 stroke patients (40 days poststroke), three treatments are compared. The “Arm BASIS training”, the “Bobath” therapy and the “classic rehabilitation training” . The first two groups benefited from 15 hours of experimental training on top of the classic rehabilitation training program common to the three groups. The intensification itself (+ 15 hours Arm BASIS or + 15 hours Bobath) did not yield any additional functional improvement, these improvements were even better in the control group (classic rehabilitation training only). However, the Arm BASIS group reached the best motor scores after treatment. This study underlines the limit of an intensive sensorimotor training in severely impaired stroke patients. This technique, alone, cannot improve hand functions and manual dexterity.

1.5.1.2

Chronic stroke rehabilitation

One year after stroke, undergoing 9 hours of functional retraining does not yield any clinical results (in case of moderate motor impairment) . Conversely, 57 hours of classic rehabilitation training, administered outside a specialized rehabilitation center setting, are efficient for moderate motor impairment .

1.5.1.3

Synthesis

Such contrasted results illustrate two essential points of the early stroke rehabilitation care. First, the results indicate a global lack of efficacy in case of severe motor impairment. In fact, the sensorimotor training only improve hand functions and the functional rehabilitation training leads to disappointing results in regards to the high rehabilitation costs: 50 hours of rehabilitation training . Second, the results reveal impact of the treatment duration in case of moderate motor impairment. We can estimate that 25 rehabilitation hours are needed in case of moderate motor impairment. The development of new motor retraining techniques focuses on two objectives. The first one is to increase the number of gesture repetitions during each session. The second one is to render this gesture repetition possible in case of severe motor impairment. The final goal is to shorten the hospitalization time. In chronic stroke rehabilitation, the aim is to elaborate rehabilitation programs that can be performed at home with a minimum of human intervention (physiotherapists, occupational therapists). The techniques proposed are neuromuscular stimulation, robot-aided therapy and virtual reality.

1.5.2.1

Distal electrostimulation is an integral part of a functional strategy

Electrostimulation triggers a sensitive feedback which, when coupled with repetitive movements, induces a synaptic long term potentiation. And the enhanced cortical excitability facilitates the motor learning . Using electrostimulation to facilitate the opening of the hand during grasp and release exercises would optimize the functional improvements obtained with classical rehabilitation training (without electrostimulation) . These case studies results need to be validated by RCS.

Using A botulinic toxin with EMG-stim and CI therapy should be looked into some more, the forced inactivity of some spastic muscles complements the reinforcement of the useful impaired muscles . The early inhibition of syncinesia (elbow flexion and abduction-elevation of the shoulder) with a transient neuromuscular block remains an interesting therapeutic option that still needs to be looked into.

1.5.3.1

Early stroke rehabilitation phase

Starting CI therapy before the 10th day poststroke would yield more significant functional improvements to the upper limb as opposed to classic rehabilitation training with the same amount of total training hours (15 hours) . However, the study was only conducted on 10 patients only. Moreover the classic rehabilitation training program included muscle reinforcement exercises, performing basic arm function tasks but also functional compensation with the healthy upper limb. Another study benchmarked CI therapy to classic rehabilitation training, both having the same intensity level and focusing on the paretic upper limb during the sessions (3 hours/day; over a 2-week period) . The subjects were included before the 15th day poststroke. There is no significant difference between the two methods; however they noted better results with CI therapy (Fugl-Meyer score) after the treatment and at the 3-month follow-up. The study’s limited power (23 subjects) could have masked a significant difference between the two groups . Another team (Myint et al.) found more solid results with 43 patients at less than 16 weeks poststroke. CI therapy is compared to the neurodevelopmental approach (same amount of training: 40 hrs). The resulting arm function capacities are better in the CI therapy group .

The multicenter RCS of Wolf et al. was conducted on 222 stroke patients recruited between the third and ninth month poststroke . The experimental treatment lasts 14 days and includes 6 hours/day of intensive functional training of the paretic arm while wearing a physical constraint on their healthy limb during 90% of the daytime. The control group does not perform any retraining tasks but some patients do benefit from physiotherapy. The palmar-pinch grip force and arm function capacities are measured with the Wolf Motor Function Test (WMFT). The performance in an environmental setting is measured with a retrospective self-administered questionnaire, the Motor Activity Log (MAL). The experimental treatment enhances the arm function capacities and the performances in situation, with a 2-year retention . However, for both groups no noticeable progresses were made on distal motor impairment.

1.5.3.2

Chronic stroke rehabilitation

A recent study versus placebo from Taub et al. underlines the efficacy of the technique for chronic stroke patients . Thus, the quality and frequency of use of the paretic limb in 30 daily life activities were quickly and noticeably improved after CI therapy (MAL). However, the arm functions assessment, using the WMFT, yielded only very modest results restricted to the execution speed in the proposed tasks.

The first RCS comparing CI therapy and neurodevelopment treatment included 66 patients. The treatment is not only recorded as superior for both motor impairments and arm functions but they also report that CI therapy improves the use of the paretic arm in an environmental setting .

In two RCS (CI therapy versus neurodevelopmental therapy) the kinematic movement analysis yields objective differences during a grasp/hold task. The results point towards CI therapy for better planning (reaction time) and better control of the movement in space and time (segmentation) but does not show any evolution of peak velocity (correlated to motor impairment) .

rTMS could be relevant in enhancing neurorehabilitation strategies. It was proposed in association to CI therapy in a RCS conducted on 19 chronic stroke patients. However this ipsilesional stimulation applied during 10 consecutive days (20 Hz, 90% of the motor threshold) did not yield any additional functional improvements . The frequency chosen by the authors was particularly high (no data were available on an eventual cortical localization of the lesions) without any reported adverse events and with a 6-month follow-up. During an ipsilesional stimulation at 20 Hz (110% of the motor threshold), other authors reported electromyography anomalies suggesting a non-negligible risk of seizures .

1.5.3.3

CI therapy: discussion

It is only when used in an environmental setting that CI therapy appears noticeably superior to other therapies. However the tool used (MAL) is based on a subjective appreciation (by the subject or a third party) and is retrospective. An ambulatory assessment tool is necessary to validate the MAL results .

1.5.5.1

Unimanual robot

The robotic assistive device seems to be the ideal sensorimotor support as it resolves the issue of human costs involved with rehabilitation. The robotic assistive device has the advantage of several modalities for facilitating the voluntary movement according to the motor command: passive, active-aided, active, counter-resistance adjusted for each session, uni- or bimanual work. The sensory feedback reinforcement is allowed by using an outside device (from an approximate target on a screen to total immersion in an interactive virtual environment) where subjects can visualize the path they describe. In the active-aided mode, the training is “errorless” since the robotic devices can complement the voluntary movement for each try.

1.5.5.2

Bimanual robot

The robot-aided therapy can underline the impact of intensive repetitive bilateral movements in the framework of a sensorimotor approach.

2.3.4.1

Critique de l’approche neurodéveloppementale

La thérapie neurodéveloppementale selon la technique de Bobath fait consensus de manière empirique sans pour autant avoir fait la preuve de sa supériorité . Au concept bobathien qui vise à restaurer le contrôle postural comme prérequis à l’exercice d’une gestualité la plus physiologique possible, s’opposent les théories du réapprentissage moteur inspirées de Carr et Shepherd où l’entraînement se doit d’être directement orienté vers la réalisation d’une tâche fonctionnelle, quelles que soient les stratégies motrices utilisées . Un apprentissage de type écologique (c’est-à-dire avec des tâches fonctionnelles diversifiées et en lien avec les activités de la vie quotidienne) favorise la généralisation des acquis ( Tableau 1 ) . L’environnement sensoriel doit être « enrichi » de stimuli plurimodaux (proprioceptif, visuel…) .

2.3.4.2

Étude de l’excitabilité corticospinale ipsilésionnelle

Cliniquement, le meilleur facteur pronostique de récupération de la fonction de préhension est l’état de la motricité volontaire du membre supérieur un mois après l’AVC . La localisation de la lésion cérébrale, son type et sa taille sont également des facteurs pronostiques connus de la qualité finale de la récupération fonctionnelle . Il est possible d’évaluer l’excitabilité corticospinale dans la première semaine post-ictus. Dans ce délai, la présence de potentiel évoqué moteur (PEM) au niveau des muscles intrinsèques de la main est de meilleur pronostic que son absence. Cependant, la valeur prédictive négative de l’absence de PEM est faible, la réapparition d’une réponse évoquée corticale peut s’étaler sur plusieurs mois et le lien entre récupération fonctionnelle distale et PEM distaux au membre supérieur est complexe .

L’étude de la fraction d’anisotropie (FA) de la capsule interne en imagerie par résonance magnétique (IRM) par tenseur de diffusion fournit une quantification précise de l’intégrité anatomique du faisceaux corticospinal (FCS) . Chez l’hémiplégique chronique, la diminution du ratio FA (hémisphère lésé/sain) est corrélée au degré de motricité distale volontaire . Stinear et al. ont montré que la réponse à un réapprentissage moteur instauré en phase tardive post-AVC peut être prédite par l’évaluation de l’excitabilité du FCS et la mesure de la FA . La persistance d’une réponse évoquée motrice distale au membre supérieur autorise des gains fonctionnels notables jusque trois ans post-ictus. En l’absence de réponse évoquée motrice, la perte de plus de 75 % de la FA annonce un effet très limité du réapprentissage.

Ces indicateurs paracliniques ne font pas partie de la pratique médicale quotidienne. Les études citées soulignent leur intérêt en tant qu’outils d’élaboration de stratégies thérapeutiques (restauration ou compensation de la déficience motrice) basées sur la connaissance de la fonctionnalité de la voie corticospinale.

2.4.1.1

Informations attentionnelles

Le rétrocontrôle peut être donné verbalement par le thérapeute lors de la réalisation d’une tâche motrice. En cas de déficit moteur modéré, renseigner le patient sur la qualité de ses coordinations interarticulaires serait plus efficient que de lui renvoyer une information régulière sur la réussite de la tâche . Ce résultat est cohérent avec ceux obtenus par contrainte physique des mouvements de compensation du tronc lors de déficits moteurs sévères .

La déafférentation-déefférentation partielle du membre supérieur peut être réalisée par bloc anesthésique sélectif des racines sensitivomotrices supérieures du plexus brachial. Cette technique, couplée au réapprentissage moteur distal, permettrait d’obtenir des gains fonctionnels notables à la main (série de sept cas chroniques) . Le principe serait de réorganiser les cartes sensorimotrices à la faveur de l’extrémité distale sous-représentée après AVC. Dans l’étude, l’exploration par PEM semble corroborer cette hypothèse. On entrevoit l’intérêt de cette technique en phase précoce lorsqu’il existe une motricité distale minimale rendue inopérante par un schéma syncinétique proximal.

2.4.1.2

Physiothérapie

Deux heures de neurostimulation sensitive transcutanée suffisent à améliorer la dextérité manuelle de sujets hémiparétiques chroniques. La stimulation est délivrée sur le contingent sensitif des nerfs médian, ulnaire et radial au poignet parétique . Administrée avant une séance de rééducation, cette stimulation optimiserait l’effet du réapprentissage moteur, probablement par induction d’une désinhibition intracorticale ipsilésionnelle .

Le recours à une stimulation thermique sub-douloureuse avec consigne de retrait du membre supérieur lorsque l’inconfort apparaît pourrait favoriser la récupération de la motricité proximale en phase précoce .

Les effets de l’acupuncture sur la récupération motrice au membre supérieur ne sont guère probants . En revanche, l’électroacupuncture, technique proche de la neurostimulation sensitive transcutanée, accroît les gains de la rééducation classique en phase précoce post-ictus .

2.4.1.3

Thérapie par miroir

La thérapie par miroir consiste à créer l’illusion d’une synchronisation bimanuelle parfaite. Initialement appliquée aux douleurs de membres fantômes de l’amputé, elle a fait l’objet de quelques publications de cas post-AVC et récemment d’un ECR . Les patients réalisent des mouvements bimanuels de flexion-extension des poignets et des doigts (30 min/jour, quatre semaines). Leur membre parétique n’est pas visible : soit caché par un simple panneau (groupe témoin) soit caché par un miroir qui reflète les mouvements du membre sain (groupe expérimental). Les deux groupes reçoivent par ailleurs un traitement neurodéveloppemental. La thérapie par miroir autorise de meilleurs scores de motricité et d’autonomie pour les activités impliquant le membre supérieur, avec maintien des acquis à six mois. Cette étude inclut 40 hémiparétiques présentant tous une lésion de l’hémisphère dominant, une caractéristique qui favoriserait la réponse à cette thérapie bimanuelle . L’interprétation des résultats reste limitée par le délai post-ictus très variable (trois mois à un an) et par le manque de contrôle du temps de rééducation classique (deux à cinq heures par jour).

2.4.2.1

Thérapie de contrainte : répétition du mouvement

Les expérimentations menées chez le singe hémidéafférenté ont illustré la réversibilité du phénomène de non usage appris lors de l’usage forcé du membre parétique . Ainsi, la thérapie motrice de contrainte décrite par Taub et al. constitue l’application la plus complète du paradigme de la tâche fonctionnelle. L’entraînement du membre parétique est intensif (60 heures, six heures par jour, dix jours consécutifs). Les exercices sont appliqués selon le concept de mass practice, c’est-à-dire par décomposition préalable d’une tâche de préhension en éléments simples travaillés séparément puis progressivement complexifiés et répétés un grand nombre de fois. La restriction des mouvements du membre supérieur sain par contention diurne force l’usage du membre parétique pour réaliser les gestes de la vie courante. L’étude de Liepert et al. (2000) recourt à la cartographie par stimulation magnétique transcrânienne et montre une modification durable de l’activité corticale après thérapie de contrainte . D’autres observations suggèrent une corrélation entre les modifications d’activité corticale et la réponse à la thérapie de contrainte. Ces séries de cas révèlent une grande variabilité interindividuelle quant aux patterns d’activation induits par l’entraînement . Cette plasticité horizontale, en particulier l’élargissement de la représentation de la main parétique au delà des aires somatomotrices primaires est non spécifique puisqu’elle est observée après réapprentissage bimanuel .

2.4.2.2

Imagerie mentale

L’imagerie mentale ( mental practice ) peut être définie comme la représentation consciente d’une action et se base sur une activation subliminale du système neuronal moteur. Ce dernier est impliqué non seulement dans la production du mouvement mais également dans l’imagination des actions, la reconnaissance d’outils, l’apprentissage par observation ou même la compréhension du comportement d’autrui . L’entraînement par imagerie mentale est pratiqué chez le sportif pour perfectionner ou acquérir de nouvelles habilités motrices. Il faut distinguer les exercices d’imagerie mentale réalisés à la première et à la troisième personne. Dans le premier cas le sujet est acteur de l’exécution imaginaire du mouvement ( kinesthesic imagery ), dans le deuxième il est spectateur d’une représentation mentale de son propre corps en mouvement ( visual imagery ).

Chez le sujet hémiplégique, plusieurs études argumentent en faveur de cette technique ( kinesthesic imagery ) mais la revue récente de Braun et al. pondère ces résultats : les ECR sont rares, les protocoles appliqués divergent d’une étude à l’autre bien qu’il s’agisse le plus souvent de répéter mentalement des gestes de la vie quotidienne que le sujet aura préalablement pu voir exécutés par un tiers . L’effet positif de l’imagerie mentale se traduirait en termes de capacités fonctionnelles de préhension (Action Research Arm Test) mais pas en termes de déficience motrice (force de la prise digitopalmaire) . Cet effet positif serait restreint aux tâches pratiquées mentalement et physiquement, ce qui ferait de l’imagerie mentale une technique d’appoint . Un ECR versus placebo récent suggère que l’imagerie mentale, pratiquée à la suite des séances de rééducation physique, améliore de façon significative la déficience motrice et l’aptitude de préhension . Les patients inclus sont en phase chronique et présentent un déficit moteur modéré ; ils sont indemnes de trouble cognitif sévère. Cependant, une évaluation cognitive plus spécifique serait souhaitable pour distinguer les sujets capables de réaliser correctement l’imagerie mentale et ceux qui la réalisent mal ( chaotic motor imagery ) ou pas du tout . Des outils existent pour mesurer cette aptitude et suivre la compliance au traitement (ex : Motor Imagery Questionnaire). Enfin, l’efficacité en phase précoce et/ou en cas de déficit moteur sévère est peu étudiée. Or c’est dans ces conditions que l’imagerie mentale pourrait palier au manque d’option thérapeutique.

2.4.2.3

Mouvements bimanuels

L’aptitude à coordonner les deux membres supérieurs lors d’une tâche bimanuelle en phase est partiellement conservée chez l’hémiplégique . Le réapprentissage bimanuel, bien que reconnu valable dans la méta-analyse de Stewart et al., n’apparaît pas clairement supérieur ou même aussi efficace que le mode unimanuel dans certaines études . Plusieurs facteurs pourraient expliquer ces résultats divergents : le délai post-ictus, le degré de déficience motrice, le type d’entraînement bimanuel proposé (proximal ou distal, fonctionnel ou sensorimoteur) et le nombre de répétition du mouvement.

2.4.2.4

Stimulation magnétique cérébrale à haute fréquence

La stimulation magnétique transcrânienne répétitive (rTMS) module l’excitabilité du cortex moteur. Son effet inhibiteur ou facilitateur dépend directement de la fréquence de stimulation choisie comme l’illustre la technique princeps de double stimulation ( paired-pulse stimulation ) décrite par Kujirai et al. . Il s’agit d’une première stimulation infraliminaire conditionnante suivie d’une stimulation test supraliminaire. Un délai bref (1–5 ms) entre les deux stimulations inhibe la réponse musculaire normalement évoquée par la seconde. Cette inhibition est le fait des interneurones intracorticaux inhibiteurs à transmission GABAergique. Un intervalle long (6–15 ms) rend la première stimulation facilitatrice (interneurones glutamatergiques). De même, lors de stimulations répétées, la fréquence de stimulation module l’excitabilité corticale : une fréquence inférieure à 1 Hz renforce l’inhibition intracorticale, à l’inverse une fréquence de plus de 5 Hz facilite l’excitabilité corticale. Les effets de la rTMS peuvent perdurer transitoirement après stimulation. Cette rémanence reposerait sur l’induction de phénomène de dépression et de potentialisation synaptique à long terme . La rTMS fait l’objet de nombreux essais thérapeutiques en neuropsychiatrie : dans la dépression pharmacorésistante où elle pourrait offrir une alternative à la sismothérapie, dans le traitement des acouphènes, des douleurs de désafférentation, de l’aphasie, des mouvements anormaux et plus récemment après AVC . Dans ce dernier cadre, les essais versus placebo sont possibles en appliquant, pour le groupe témoin, une stimulation magnétique inférieure à 10 % du seuil moteur de repos. Le patient perçoit le bruit et les vibrations produites par la stimulation magnétique et ressent l’effet du faible courant électrique induit au niveau du scalp.

2.4.2.5

Stimulation électrique cérébrale

La stimulation électrique transcrânienne du cortex moteur ipsilésionnel est proposée en vue d’améliorer l’aptitude de préhension chez l’hémiparétique chronique. Hummel et al. ont ainsi mené un essai comparatif en double insu versus placebo rendu possible par le fait que le courant délivré est de si faible intensité dans le groupe placebo (1 mA) que le sujet ne peut pas différencier, après quelques secondes, l’arrêt ou la poursuite de l’électrothérapie . Pour les six sujets testés, l’AVC date d’au moins deux ans et intéresse le cortex cérébral dans un cas seulement. Dans tous les cas le cortex moteur primaire est épargné par la lésion. Le déficit moteur du membre supérieur est particulièrement léger (96 % du score Fugl-Meyer conservé). La stimulation est appliquée durant 20 minutes en regard de l’aire motrice primaire de la main parétique. Les patients progressent dans le temps de réalisation des épreuves de dextérité du Jebsen Hand Taylor Test après stimulation uniquement. L’excitabilité corticospinale ipsilésionnelle est parallèlement augmentée. L’effet clinique perdure 25 minutes après la séance mais disparaît au suivi à dix jours. Ces résultats fonctionnels sont comparables à ceux obtenus par rTMS.

La stimulation électrique du cortex moteur primaire délivrée par électrodes implantées au niveau épidural facilite la motricité volontaire du membre supérieur. Brown et al. ont obtenu des résultats très encourageants, sans effets indésirables graves, auprès de six hémiplégiques chroniques présentant un déficit moteur modéré. Le courant de stimulation est délivré uniquement au cours des séances de rééducation, soit à une intensité moitié moins que celle permettant de déclencher le mouvement électro-induit soit, à défaut de mouvement, à 6,5 mA. Dans le groupe témoin, quatre sujets hémiplégiques reçoivent une rééducation similaire, sans stimulation électrique. La supériorité du traitement expérimental est indiscutable sur la déficience motrice (score Fugl-Meyer-membre supérieur), néanmoins le groupe témoin présente un délai post-ictus significativement supérieur, ce qui constitue un biais non négligeable . Le suivi de 12 semaines demande à être prolongé.

Ces résultats moteurs sont reproduits dans un ECR de méthodologie similaire. L’essai porte sur 24 patients (déficit modéré, en moyenne 33 mois post-ictus) et compare réapprentissage + corticostimulation versus réapprentissage seul durant six semaines . Des gains fonctionnels significatifs sont décrits au membre supérieur à quatre semaines de suivi.

La question est : quelle stimulation, électrique ou magnétique, transcrânienne ou épidurale, présente le rapport bénéfice-risque le plus intéressant ? Cette question est aujourd’hui sans réponse.

2.4.2.6

Stimulation couplée

D’autres perspectives peuvent s’ouvrir : par exemple, la facilitation de la commande motrice centrale recherchée par stimulation corticale pourrait être optimisée en association à une stimulation nerveuse périphérique , voire ce qui n’a pas été étudié, à une électrostimulation distale (EMG-stim).

2.4.3.1

Stimulation magnétique cérébrale à basse fréquence

2.4.3.1.3

rTMS haute et basse fréquence : discussion

Les ECR revus sont résumés dans le Tableau 2 .

Tableau 2

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