Perturbation-driven paradoxical facilitation of visuo-spatial function: Revisiting the ‘Sprague effect’ - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Cortex Année : 2019

Perturbation-driven paradoxical facilitation of visuo-spatial function: Revisiting the ‘Sprague effect’

Facilitation paradoxale induite par la perturbation de la fonction visuo-spatiale: revisiter «l’effet Sprague»

Résumé

The ‘Sprague Effect’ described in the seminal paper of James Sprague (Science 153:1544 e1547, 1966a) is an unexpected paradoxical effect in which a second brain lesion reversed functional deficits induced by an earlier lesion. It was observed initially in the cat where severe and permanent contralateral visually guided attentional deficits generated by the ablation of large areas of the visual cortex were reversed by the subsequent removal of the superior colliculus (SC) opposite to the cortical lesion or by the splitting of the collicular commissure. Physiologically, this effect has been explained in several ways-most notably by the reduction of the functional inhibition of the ipsilateral SC by the contralateral SC, and the restoration of normal interactions between cortical and midbrain structures after ablation. In the present review, we aim at reappraising the ‘Sprague Effect’ by critically analyzing studies that have been conducted in the feline and human brain. Moreover, we assess applications of the ‘Sprague Effect’ in the rehabilitation of visually guided atten- tional impairments by using non-invasive therapeutic approaches such as transcranial magnetic stimulation (TMS) and transcranial direct-current stimulation (tDCS). We also review theoretical models of the effect that emphasize the inhibition and balancing be- tween the two hemispheres and show implications for lesion inference approaches. Last, we critically review whether the resulting inter-hemispheric rivalry theories lead toward an efficient rehabilitation of stroke in humans. We conclude by emphasizing key challenges in the field of ‘Sprague Effect’ applications in order to design better therapies for brain-damaged patients.
L’effet Sprague décrit dans le document fondateur de James Sprague (Science 153: 1544 e1547, 1966a) est un effet paradoxal inattendu dans lequel une deuxième lésion cérébrale inversait les déficits fonctionnels induits par une lésion antérieure. Il a été observé initialement chez le chat où les déficits attentionnels controlatéraux sévères et permanents générés par l'ablation de grandes zones du cortex visuel ont été inversés par l'ablation ultérieure du colliculus supérieur (SC) opposé à la lésion corticale ou par la division de la commissure colliculaire. Physiologiquement, cet effet a été expliqué de plusieurs façons, notamment par la réduction de l'inhibition fonctionnelle de la SC ipsilatérale par la SC controlatérale et la restauration des interactions normales entre les structures corticales et du mésencéphale après l'ablation. Dans la présente revue, nous visons à réévaluer «l’effet Sprague» en analysant de manière critique les études qui ont été menées sur le cerveau félin et humain. De plus, nous évaluons les applications de «l’effet Sprague» dans la réadaptation des troubles de l’attention guidés visuellement en utilisant des approches thérapeutiques non invasives telles que la stimulation magnétique transcrânienne (TMS) et la stimulation transcrânienne à courant continu (tDCS). Nous passons également en revue les modèles théoriques de l'effet qui mettent l'accent sur l'inhibition et l'équilibre entre les deux hémisphères et montrent les implications pour les approches d'inférence des lésions. Enfin, nous examinons de manière critique si les théories de rivalité interhémisphérique qui en résultent conduisent à une réhabilitation efficace de l'AVC chez l'homme. Nous concluons en mettant l’accent sur les principaux défis dans le domaine des applications de «l’effet Sprague» afin de concevoir de meilleures thérapies pour les patients atteints de lésions cérébrales.
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hal-02415202 , version 1 (29-11-2021)

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Citer

Antoni Valero-Cabré, Monica N Toba, Claus C Hilgetag, R. Jarrett Jarrett Rushmore. Perturbation-driven paradoxical facilitation of visuo-spatial function: Revisiting the ‘Sprague effect’. Cortex, 2019, 122 (7), pp.10-39. ⟨10.1016/j.cortex.2019.01.031⟩. ⟨hal-02415202⟩
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