Dynamiques de l'attention et de l'éveil chez les populations saine et migraineuse

Attention is the cognitive ability which allows us to select and preferentially process relevant information in our environment. It relies on a balance between top-down and bottom-up processes and is heavily influenced by the ongoing arousal levels. Thereby, salient sounds in our environment can both hinder our performance during a task by capturing our attention or on the contrary boost our performance by triggering a transient increase in arousal. Attentional mechanisms are disturbed in numerous neurological and psychiatric disorder. Migraine is a neurological disorder which is not limited to recurrent and severe headaches: it is also characterized by sensory hypersensitivity which climaxes during migraine attack but also persists at a lower level in the pain-free period. Recent studies suggest that the attentional process of sensory inputs is dysfunctional in migraine: a deficient attentional filter may participate to sensory symptoms associated with the disorder. The aim of this work was made possible in part thanks to MEG and EEG recordings during a competitive attention task designed to evaluate conjointly voluntary attention, involuntary attention and phasic arousal. First, we attempted to isolate an electrophysiological marker of phasic increases in arousal triggered by the onset of salient sounds among healthy participants. The early-P3, an event-related response classically associated to attention capture, turned out to be a good candidate as a marker of phasic arousal. Then, we demonstrated that migraineurs presented a disrupted attentional processing of sounds, namely at the level of bottom-up attention and top-down inhibitory processes. These results were corroborated by a questionnaire study which revealed that migraineurs complain about attention difficulties in the everyday life and that these difficulties correlate with the sensory disturbances they experience. Finally, we aimed to detect anomalies of brain structure in migraine by analyzing newly acquired anatomical MRI and diffusion tensor imaging data, which we confronted to previous results of the literature. Neither the analysis of our anatomical data, nor the meta-analysis of the literature provided convincing evidence of an abnormal brain structure in migraine. This work provides new insights in the understanding of sensory symptoms in migraine and in parallel, offers a new tool to investigate phasic arousal.
L'attention est la fonction cérébrale qui nous permet de sélectionner et traiter préférentiellement les informations pertinentes de notre environnement. Elle repose sur un équilibre entre des processus volontaires et involontaires et est conditionnée par le niveau général d'éveil. De fait, des sons saillants dans notre environnement peuvent à la fois nous gêner dans une tâche en capturant notre attention ou nous rendre plus performants en déclenchant une augmentation transitoire d'éveil. Les processus attentionnels sont perturbés dans de nombreuses maladies neurologiques et psychiatriques. La migraine est une maladie neurologique qui, au delà des maux de tête sévères et réguliers, est caractérisée par une hypersensibilité sensorielle qui est maximale pendant les crises mais persiste de manière atténuée le reste du temps. Des résultats récents suggèrent que le traitement attentionnel des informations sensorielles est dysfonctionnel dans la migraine: un filtre attentionnel défaillant pourrait participer aux symptômes sensoriels observés dans la migraine. Le but de cette thèse a été rendu possible en partie grâce à des enregistrements MEG et EEG pendant une tâche d'attention compétitive permettant une évaluation conjointe de l'attention volontaire, de l'attention involontaire et de l'augmentation phasique de l'éveil. En premier lieu, nous avons cherché à isoler un marqueur électrophysiologique de l'augmentation phasique de l'éveil provoquée par l'irruption de sons saillants chez des participants sains. L'early-P3, un potentiel évoqué classiquement associé à la capture de l'attention, s'est révélé un bon candidat en tant que marqueur de l'éveil phasique. Dans un second temps, nous avons démontré que la migraine était associée à une altération du traitement attentionnel des sons, notamment au niveau de l'attention involontaire et des processus volontaires d'inhibition. Ces résultats ont été corroborés par une étude via questionnaires qui a révélé que les migraineux se plaignent de difficultés attentionnelles dans la vie quotidienne et que ces difficultés corrèlent avec la gêne sensorielle qu'ils ressentent. Dans un troisième temps, nous avons tenté de détecter des anomalies de la structure cérébrale dans la migraine grâce à des données d'IRM anatomique et d'imagerie du tenseur de diffusion, que nous avons confrontés aux résultats préalables de la littérature. Ni l'analyse de nos données anatomiques, ni la méta-analyse de la littérature n'a confirmé d'atteintes anatomiques dans la migraine. Ces travaux de thèse ouvrent de nouvelles pistes dans la compréhension des symptômes sensoriels dans la migraine et en parallèle offrent un nouvel outil pour étudier l'éveil phasique.