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Thesis
Anosognosie de l'hémiplégie : une perspective multifactorielle et
temporelle
VOCAT, Roland
Abstract
L'anosognosie de l'hémiplégie (AHP) désigne une difficulté pour un patient cérébro-lésé à
prendre conscience de son déficit moteur. Selon une étude prospective, l'AHP apparaît
comme un phénomène aigu d'origine multifactorielle (troubles proprioceptifs, héminégligence
et désorientation étant les facteurs les plus spécifiques), aux corrélats cérébraux divers
(insula, capsule interne antérieure, cortex prémoteur, jonction pariéto-temporale, hippocampe
et amygdale) et pouvant persister en présence de troubles neuropsychologiques. Une
deuxième étude investiguant le système de croyances des anosognosiques montre qu'ils sont
excessivement confiants en condition d'incertitude et qu'ils n'ajustent leurs croyances qu'en
présence de fortes incongruences. Deux études neurophysiologiques révèlent encore que les
composantes de la détection d'erreur motrice sont modulées par le degré d'anxiété, codent
précocement la sévérité de l'erreur et reflètent des indices d'adaptation de la performance.
Ces résultats expérimentaux associés à une réflexion critique de la littérature ont abouti à un
[...]
Reference
VOCAT, Roland. Anosognosie de l'hémiplégie : une perspective multifactorielle et
temporelle. Thèse de doctorat : Univ. Genève et Lausanne, 2009, no. Neur. 44
URN : urn:nbn:ch:unige-51014
Available at:
http://archive-ouverte.unige.ch/unige:5101
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FACULTÉ DE PSYCHOLOGIE ET
DES SCIENCES DE L’ÉDUCATION
DOCTORAT EN NEUROSCIENCES
des Universités de Genève
et de Lausanne
UNIVERSITÉ DE GENÈVE
FACULTÉ DE PSYCHOLOGIE ET
DES SCIENCES DE L’ÉDUCATION
Professeur Patrik Vuilleumier, directeur de thèse
ANOSOGNOSIE DE L’HEMIPLEGIE :
UNE PERSPECTIVE MULTIFACTORIELLE
ET TEMPORELLE
THÈSE
Présentée à la
Faculté de Psychologie et des Sciences de l’Éducation
de l’Université de Genève
pour obtenir le grade de
Docteur en Neurosciences
par
Roland Vocat
de Randogne (VS)
Thèse N° 44
2009
II
« La conscience ne trompe jamais.
Elle est le vrai guide de l'homme.
Elle est à l'âme ce que l'instinct est au corps.
Qui la suit obéit à la nature et ne craint point de s'égarer. »
Jean-Jacques Rousseau – Emile ou de l’éducation, 1762
« La conscience est une maladie. »
Miguel de Unamuno – Du sentiment tragique de la vie, 1913
« Anakin, I have a bad feeling about this »
Maître Jedi Obi-Wan Kenobi – Star Wars Episode III : Revenge of the Sith, 2005
« De la contradiction naît la conscience.
Je veux mais je ne peux pas avoir.
Alors je rêve d'avoir.
J'imagine... »
L'entité de la salle des dangers – Astonishing X-men, 2008
III
IV
A Catherine Noëlle,
A Marlyse,
A Jean Gérard,
Vous m’avez tant donné…
V
VI
REMERCIEMENTS
Mes premiers remerciements vont à mon directeur de thèse, Patrik Vuilleumier, pour m’avoir donné
la chance de travailler dans son laboratoire et pour s’être montré toujours disponible, encourageant
et encadrant. Pour son enthousiasme, son soutien et sa grande sympathie, je remercie tout
particulièrement Gilles Pourtois. Merci également à Sophie Schwartz pour son accueil et son soutien
informatique. Je suis aussi très reconnaissant envers les membres du jury, le Prof. Gabriella Bottini, le
Prof. Claire Bindschaedler et le Prof. Theodor Landis d’avoir accepté de lire et de critiquer mon
travail.
Pour leur soutien financier, je remercie le fonds national suisse pour la recherche scientifique, la
fondation Ernest Boninchi (Genève) et la fondation Evens (Belgique).
J’adresse un grand merci aux patients, pour leur consentement à participer à ce travail de thèse. Je
suis très reconnaissant envers Fabienne Staub et Tiziano Stroppini, qui m’ont aidé dans la récolte des
données d’une partie de ce travail. Merci encore à Julie Leros, Marie Pretti, Claire Peter Favre et
Marie Delaloye pour m’avoir transmis leur goût pour la neuropsychologie clinique.
Merci à tous mes collègues et amis, mais plus particulièrement à Vincent Verdon, pour son écoute
dans les moments difficiles, les sons de la bande à Zack et pour nos discussions amsderdamées à
l’ombre des réformateurs ; Nadia Lucas Balogh, pour son accueil et son soutien empathique ; Chiara
Cristinzio, pour son bel accent italien, sa gentillesse, ses batailles sonores contre son ordinateur et
pour avoir toujours un bureau plus en désordre que le mien ; Mélanie Genetti, pour son amitié, son
enthousiasme, pour ses délires comme pour sa réserve et pour m’avoir fait découvrir les arcades de
feu ; Hélène Tzieropoulos Osterlof, pour sa sensibilité et sa gentillesse, pour nos promenades
philosophiques, pour sa relecture du manuscrit et pour avoir partagé sa passion des Strokes ; et enfin
Arnaud Saj pour son oreille attentive, sa sympathie naturelle, les moments épicuriens que nous
avons partagés et plus professionnellement pour sa participation au recrutement des patients et à la
passation de certaines épreuves, et finalement pour avoir lu et relu ce manuscrit.
Pour m’avoir sauvé de nuits fraîches et de bancs publics inconfortables, je remercie chaleureusement
Mab. Pour m’avoir permis de me défouler plus que de raison et de me réaliser artistiquement, merci
à tous les membres du groupe Sylasden, son illustre illustrateur compris. Pour m’avoir écouté et
supporté lors de mes longs monologues en début de thèse, je remercie Lynn. J’ai également une
VII
pensée chaleureuse pour Alexandra qui m’a permis d’envisager une vie prometteuse après cette
thèse.
Je ne voudrais pas oublier mes compagnons d’écriture, sources intarissables d’inspiration : l’entêtant
Thom York et ses expérimentations radiophobiques, Billy Corgan et ses citrouilles éclatées, la
désintégration curative de Robert Smith, Tom Morello & les enragés de la machine, Jonathan Davies
et ses champs de maïs défoulants, la Stroke unit de Casablancas, le prodigieux et souilleux Liam
Howlett, Kele Okereke et ses frénétiques parties en bloc, Ferdinand et ses rêves franzais luzides et
surtout la sublime et apaisante voix de la chauve-souris Natasha Khan.
Enfin, mes derniers remerciements vont à ma famille (et en particulier à ma tante), qui m’a toujours
soutenu et encouragé tout au long de ces quatre années.
VIII
RÉSUMÉ
L’anosognosie de l’hémiplégie (AHP) désigne une difficulté pour un patient cérébro-lésé à prendre
conscience de son déficit moteur. Selon une étude prospective, l’AHP apparaît comme un
phénomène aigu d’origine multifactorielle (troubles proprioceptifs, héminégligence et désorientation
étant les facteurs les plus spécifiques), aux corrélats cérébraux divers (insula, capsule interne
antérieure, cortex prémoteur, jonction pariéto-temporale, hippocampe et amygdale) et pouvant
persister en présence de troubles neuropsychologiques. Une deuxième étude investiguant le
système de croyances des anosognosiques montre qu’ils sont excessivement confiants en condition
d’incertitude et qu’ils n’ajustent leurs croyances qu’en présence de fortes incongruences. Deux
études neurophysiologiques révèlent encore que les composantes de la détection d’erreur motrice
sont modulées par le degré d’anxiété, codent précocement la sévérité de l’erreur et reflètent des
indices d’adaptation de la performance. Ces résultats expérimentaux associés à une réflexion critique
de la littérature ont abouti à un nouveau modèle multifactoriel de l’AHP: le modèle « MIRAGe ».
IX
X
TABLE DES MATIÈRES
Préambule
001
1.
Introduction
003
1.1
Définition générale de l’anosognosie
004
1.2
Historique du concept
006
1.3
Sémiologie de l’anosognosie de l’hémiplégie
008
1.3.1 Sévérité
1.3.2 Fluctuations
1.3.3 Extension
1.3.4 Spécificité
1.3.5 Evolution
1.3.6 Caractère implicite / explicite
1.3.7 Conception de la maladie
1.3.8 Un phénomène pluriel
1.4
008
009
009
010
011
011
013
014
Evaluations
015
1.4.1 Questionnaires structurés
1.4.2 Questionnaires écologiques
1.4.3 Hétéro-questionnaires
1.4.4 Nouvelles échelles et limitations
015
016
017
017
1.5
Epidémiologie
018
1.6
Conséquences
020
1.6.1 A court terme
1.6.2 A moyen terme
1.6.3 A long terme
1.7
020
020
021
Traitement
023
1.7.1 Miroir
1.7.2 Vidéo
1.7.3 Stimulation calorique vestibulaire
1.7.4 Recherches chez les traumatisés crâniens
XI
023
023
024
025
1.8
Corrélats neuro-anatomiques
1.8.1
1.8.2
1.8.3
1.9
027
Dominance hémisphérique
Etudes neuro-radiologiques
Recouvrements de lésions
027
029
030
Hypothèses explicatives
1.9.1
1.9.2
1.9.3
1.9.4
1.9.5
1.9.6
1.9.7
1.9.8
1.9.9
1.9.10
1.9.11
1.9.12
1.9.13
1.9.14
1.9.15
032
Les « pionniers »
Les troubles associés
L’hypothèse psychodynamique
Les troubles du traitement émotionnel
Les représentations du corps
L’hypothèse de déconnexion de Geschwind
La découverte du déficit selon Levine
L’hypothèse du « Feedforward » de Heilman
Les théories du contrôle moteur
Le « Conscious Awareness System »
Le modèle ABC
La théorie des deux facteurs
Un modèle animal de l’anosognosie ?
Les hypothèses récentes
Le « bon » modèle ?
032
032
043
047
048
049
050
050
051
054
056
057
057
058
059
1.10 Nos propres recherches
060
2.
Recherches
063
2.1
Etude 1
“Anosognosia for hemiplegia: a clinical-anatomical prospective study”
Par Roland Vocat, Fabienne Staub, Tiziano Stroppini et Patrik Vuilleumier
2.2
065
Etude 2
“Anosognosics are bad at riddles”
099
Par Roland Vocat et Patrik Vuilleumier
2.3
Etude 3
“Unavoidable errors: a spatio-temporal analysis of time-course and
neural sources of evoked potentials associated with error processing in a
speeded task”
Par Roland Vocat, Gilles Pourtois et Patrik Vuilleumier
109
2.4
Etude 4
“Parametric modulation of error-related ERP components with the
perceived severity of visuo-motor mismatch”
Par Roland Vocat, Gilles Pourtois et Patrik Vuilleumier
XII
135
3.
Conclusions
151
3.1
Conslusions générales
152
3.1.1 Rappel des principaux résultats
3.1.2 Critiques méthodologiques
3.1.3 Perspectives de recherche
3.2
152
154
155
Vers un nouveau modèle multifactoriel
3.2.1 Aspects implicite et explicite de l’AHP
3.2.2 Traitements conscient et inconscient en neuropsychologie
3.2.3 La détection d’erreur en neurophysiologie
3.3
Le modèle MIRAGe
158
158
159
160
162
3.3.1 Appréciation du déficit
3.3.2 LeS anosognosieS : les trois principaux types
3.3.3 Gestion de l’incertitude
3.3.4 Interprétation cohérente du réel
3.3.5 Modification des croyances
3.3.6 Réaction psychologique au traumatisme
3.3.7 Conclusions finales du modèle MIRAGe
162
163
166
166
167
168
169
4.
Annexes
171
4.1
Exemple de protocole de l’étude 1
172
4.2
Devinettes de l’étude 2
179
4.3
Chapitre de livre
“Neuroanatomy of impaired body awareness in anosognosia and
hysteria: a multi-component account”
Par Roland Vocat & Patrik Vuilleumier
181
4.4
Glossaire
217
5.
Références
221
XIII
XIV
Préambule
PREAMBULE
La partie introductive de ce manuscrit de thèse passe en revue plusieurs aspects théoriques du
phénomène anosognosique : sa définition, son évolution historique, sa sémiologie, ses moyens
d’évaluation, son épidémiologie, ses conséquences à court, moyen et long terme, ses traitements
potentiels, ses corrélats neuro-anatomiques et enfin, une grande partie sera consacrée à ses
hypothèses explicatives passées et actuelles. Quatre des principales recherches menées dans le
cadre de ce doctorat sont ensuite rapportées, dans le format d’une publication scientifique. Lors de
ces études, l’anosognosie a été abordée sous l’angle de disciplines variées : la neuropsychologie, la
neurologie, la psychologie et même la neurophysiologie, avec des paradigmes recourant à
l’électroencéphalogramme. Enfin, en conclusion de ce travail, une nouvelle typologie du phénomène
anosognosique est proposée et intégrée dans un nouveau modèle explicatif. Ce modèle est basé sur
les données empiriques recueillies à l’occasion de ce travail de doctorat et découle également d’une
réflexion portant sur la revue de la littérature exposée dans l’introduction. Afin d’aider le lecteur
néophyte, un glossaire des termes techniques figure en annexe.
Par ailleurs, notre intérêt pour l’AHP s’est étendu à un phénomène psychiatrique classique qui
présente des aspects « en miroir » de l’AHP : la paralysie hystérique ou de conversion, dans laquelle
un conflit psychique refoulé se manifeste par une dysfonction somatique (comme une paralysie
latéralisée du bras) sans atteinte neurologique. Cette réflexion a donné lieu à un chapitre dans un
ouvrage de revue sur l’AHP. Ce document est également disponible en annexe.
Ce manuscrit de thèse constitue l’aboutissement de quatre années de recherche clinique. Quatre
années remplies de doutes, d’engouements, de déceptions, de satisfactions et de désillusions mais
sans jamais ressentir d’ennui. En effet, l’anosognosie de l’hémiplégie se situe à l’interface de tous les
mécanismes qui touchent à la conscience de soi et du corps. Elle est ainsi l’un des domaines les plus
mystérieux et les plus passionnants de la neurologie du comportement et de la neuropsychologie.
Bonne lecture !
1
2
Introduction
3
Introduction
1.1
Définition générale de l’anosognosie
L’être humain n’est pas seulement « acteur » mais aussi « spectateur » de son corps. Il est capable de
ressentir ses mouvements, de connaître les limites de ses capacités ou de détecter d’éventuels
changements de son état. Toutes ces facultés sont liées à la conscience de soi. Ce concept est riche
de sens et bien qu’il soit au centre de nombreuses études, les détails de son fonctionnement
demeurent un mystère dans bien des aspects. Et pour cause, alors que ce sentiment subjectif nous
semble évident, immédiat et inaltérable, il est en fait le résultat d’une construction complexe qui
intègre de multiples données, du simple input sensoriel aux processus cognitifs les plus élaborés.
La neurologie a permis d’identifier des syndromes dans lesquels le sentiment de « conscience » n’est
plus directement accessible et où toute la complexité des traitements y aboutissant peut ainsi être
entrevue. En effet, certains malades semblent ne pas réaliser qu’ils présentent des déficits, et ce de
façon stupéfiante pour leur entourage familial et soignant : des hémiplégiques demandent à quitter
l’hôpital pour aller travailler, des malades présentant une cécité complète prétendent pouvoir lire le
journal ou des aphasiques produisant un jargon inintelligible s’étonnent devant l’incompréhension
de leur interlocuteur. Ces exemples sont autant d’illustrations de ce que l’on désigne sous le nom d’
« anosognosie ».
Le terme a été introduit par Joseph Babinski (1914), neurologue français, pour décrire l’« étrange »
comportement de deux de ses patientes avec atteinte cérébrale. A propos de l’une, il écrit : « elle
semblait ignorer l’existence de l’hémiplégie presque complète dont elle était atteinte […] jamais elle
ne s’en plaignit », ou alors : « lui demandait-on de mouvoir le bras gauche, elle restait immobile,
gardant le silence et se comportant comme si la question avait été adressée à une autre personne ».
Pour sa deuxième patiente, il décrit encore : « lorsqu’on lui demandait d’indiquer avec précision ce
qui la gênait, elle répondait qu’elle avait mal au dos […] mais elle ne se plaignait nullement de son
membre supérieur, qui cependant était absolument inerte », et il poursuit : « quand on l’invitait à
mouvoir le bras gauche, ou bien elle ne répondait pas, ou bien elle disait simplement ‘‘Voilà, c’est
fait’’ ». Face à la persévérance du clinicien, la patiente rétorque même : « je ne suis pourtant pas
paralysée ». Enfin, il conclut : « il est, je crois, permis de se servir d’un néologisme pour désigner cet
état et de l’appeler anosognosie ».
Etymologiquement, le mot « anosognosie » provient du grec. Le « a » en début du mot est dit privatif
et signifie « sans », « noso » réfère à la « maladie » et « gnosie » renvoie au concept de
4
Introduction
« connaissance ». Aussi, littéralement, le terme anosognosie équivaut à « sans connaissance de la
maladie » ou autrement dit il désigne une « incapacité à reconnaître une maladie ». Près d’un siècle
plus tard, le terme a gardé la même acception. Il s’applique à des malades qui ne peuvent pas
rapporter un trouble objectivement mesurable, et s’emploie plutôt dans le cadre d’une atteinte du
système nerveux central.
5
Introduction
1.2
Historique du concept
Avant d’avoir été « baptisée » par Babinski, l’anosognosie a de nombreuses fois été décrite dans la
littérature. La plus ancienne référence connue (mentionnée par Bisiach et Geminiani (1991))
remonte au premier siècle. Seneca rapporta le cas d’une femme qui avait brutalement perdu la vue
et précisa : « elle ne sait pas qu’elle est aveugle […] elle prétend qu’il fait sombre chez moi ». Bien
plus tard, Montaigne (1588/1595) exposa également le cas d’un homme noble qui ne rapportait pas
sa cécité.
Les phénomènes anosognosiques furent pour la première fois considérés comme des déficits
neurologiques à la fin du 19e siècle. Von Monakow (1885) décrivit une anosognosie chez deux
patients avec lésions postérieures bilatérales souffrant de cécité corticale. Il souligna la cooccurrence de lésions cérébrales et d’une absence de conscience du trouble associé. Des cas
d’anosognosie de surdité corticale furent décrits par Anton (1899) mais ce dernier reste surtout
célèbre pour ses cas d’anosognosie de la cécité corticale (1898), dont la renommée lui valut même
l’appellation de « syndrome d’Anton ». Il décrivit ces patients comme « psychiquement aveugles de
leur propre cécité », affectés par un « trouble de l’observation du moi ». L’auteur évoqua une
possible relation entre le manque de conscience du déficit et des lésions cérébrales focales et non
nécessairement diffuses. D’autres cas similaires d’anosognosie de la cécité corticale furent publiés à
cette période par, entre autres, Déjerine et Viallet (1893), Rossolimo (1896) ou Lunz (1897). Les
descriptions suivantes (ex. Oppenheimer & Weissman, 1951) viendront notamment mettre en doute
la nécessité de lésions des aires occipitales dans le syndrome : lésion du nerf optique et état
confusionnel (Redlich & Dorsey, 1945), lésion de l’œil et alcoolisme (Swartz & Brust, 1984), lésion du
nerf optique et des lobes frontaux (McDaniel & McDaniel, 1991).
Pick (1898) fut un des premiers neurologues à décrire une anosognosie de l’hémiplégie (AHP) chez un
homme victime d’une attaque cérébrale hémisphérique droite, qui ne comprenait pas pourquoi il
avait été renvoyé de l’armée. Avant lui, Hughlings Jackson (1876) rapporta également le cas d’un
homme avec anosognosie de l’hémiplégie (cité par Pearce, 2002). Il utilisa alors le terme d’
« imperception », lors d’une publication peu connue, puisque destinée à l’origine à un lectorat de
médecine ophtalmique. Zingerle (1913) proposa d’utiliser le terme de « dyschirie », c'est-à-dire « une
représentation faussée d’un côté » (cité par Benke, Luzzatti, & Vallar, 2004) mais c’est finalement le
terme « anosognosie » de Babinski (1914) qui sera retenu et repris dans la littérature. Toutefois, les
termes de « syndrome d’Anton » et « syndrome d’Anton-Babinski », pour désigner, respectivement,
6
Introduction
l’absence de conscience d’une cécité corticale et d’une hémiplégie, restent parfois usités dans
certaines publications. L’AHP fut également l’objet d’autres observations à l’époque, avec
notamment d’autres descriptions par Babinski (1918, 1923, 1924), une étude de cas par Barré et al.
(1923) et une première revue de la littérature par Barkman (1925). Un cas d’AHP droite après une
lésion hémisphérique gauche fut pour la première fois publié par Von Hagen & Ives (1937). En raison
de la complexité et la variabilité des tableaux cliniques observés, aucune théorie explicative n’a
émergé naturellement. Partant de ces premiers rapports descriptifs, les publications qui vont suivre
essaieront d’identifier plus finement et plus rigoureusement les différents aspects (notamment les
mécanismes responsables) de cette étonnante perte de conscience.
Plus tardivement, des cas d’anosognosie ont été rapportés dans d’autres pathologies neurologiques :
l’hémianesthésie (Marcel, Tegner, & Nimmo-Smith, 2004), l’hémianopsie (Celesia, Brigell, &
Vaphiades, 1997; Critchley, 1949), la diplopie (Lepore, Conson, Grossi, & Trojano, 2006), la fermeture
des yeux (Ellis & Small, 1994), les mouvements involontaires (Schwoebel, Boronat, & Branch Coslett,
2002) ou choréiques (Deckel & Morrison, 1996; Shenker, Wylie, Fuchs, Manning, & Heilman, 2004) et
même la paraplégie (Stengel & Steele, 1946). Weinstein & Kahn (1950) décrivirent également des
anosognosies pour l’incontinence ou l’impuissance sexuelle. Certains de leurs patients niaient
également avoir vomi ou avoir subi une opération.
Des troubles neuropsychologiques peuvent également être affectés par l’anosognosie : la négligence
personnelle et extrapersonnelle (Azouvi et al., 2006; Azouvi, Marchal, Samuel, Morin, & and, 1996),
l’aphasie (Lebrun, 1987; Rubens & Garrett, 1991; Shuren, Hammond, Maher, Rothi, & Heilman, 1995;
Weinstein, Cole, Mitchell, & Lyerly, 1964; Wernicke, 1874), la prosopagnosie (Young, de Haan, &
Newcombe, 1990), l’apraxie constructive (Berti, Ladavas, & Della Corte, 1996), la dyslexie (Berti et al.,
1996) et les troubles de la mémoire (Schacter, 1991; Sevush, 1999; Sevush & Leve, 1993).
L’anosognosie est ainsi susceptible de toucher une grande palette de déficits. Comme les recherches
menées dans le cadre de ce travail de doctorat intéressent principalement les phénomènes
anosognosiques liés à l’hémiplégie, la suite de ce manuscrit va se focaliser essentiellement sur ce
trouble et sur ses manifestations cliniques.
7
Introduction
1.3
Sémiologie de l’anosognosie de l’hémiplégie
L’anosognosie de l’hémiplégie (AHP) est généralement un phénomène aigu, apparaissant dès la
survenue d’un accident vasculaire cérébral (AVC) et régressant spontanément durant le séjour à
l’hôpital (Vuilleumier, 2000). Les patients qui en sont atteints prétendent que « tout va bien », qu’il
n’y a pas de changement au niveau de leur corps depuis l’hospitalisation et qu’ils n’éprouvent pas de
difficulté motrice. Cependant, malgré cette apparente homogénéité des troubles, l’AHP ne se décline
pas comme un phénomène unitaire. Ses manifestations sont très variées et surtout très variables
d’un patient à l’autre. Cette diversité est évoquée dans les sous-chapitres qui suivent.
1.3.1
Sévérité
L’AHP ne se manifeste pas avec la même sévérité chez tous les patients. Alors que certains
hémiplégiques rapportent naturellement leur incapacité motrice après une question générale sur
leur santé, d’autres n’y réfèrent que lorsqu’une question plus spécifique concernant le membre
plégique est posée. Ces patients sont donc conscients du trouble, mais il n’est pas rapporté
spontanément, comme s’il n’était pas « actif » dans leur champ de conscience. Cette attitude reflète
ainsi le plus bas degré d’AHP. A l’échelon supérieur se trouvent les patients qui nient leur déficit
moteur même après une question spécifique au membre (« oui, il est aussi fort que l’autre, sans
changement par rapport à avant »). A cette étape, le clinicien peut évaluer la sévérité de l’AHP en
démontrant au patient qu’il a perdu l’usage de son bras.
En effet, une paralysie peut être exposée au patient de façon claire et sans équivoque. Le bras
paralysé est soulevé à hauteur des yeux et le patient reçoit comme consigne de le maintenir dans
cette position. La chute du bras (après que le clinicien l’a progressivement laissé tomber) constitue
une confrontation qui ne laisse pas de doute quant au dysfonctionnement du membre. Cet exercice
peut aboutir, dans de rares cas, à une prise de conscience du déficit (Marcel et al., 2004), témoignant
d’une AHP de degré modéré. Toutefois, cet « insight » n’est souvent que passager et ne réapparaît
qu’après une nouvelle confrontation (House & Hodges, 1988). Dans de rares cas, quelques
confrontations suffisent pour permettre une intégration à long terme.
Les patients ne tirant pas de bénéfice de cette démonstration (et témoignant ainsi d’un degré d’AHP
plus sévère) vont alors essayer de se justifier : « mon bras est un peu fatigué », « il va moins vite
qu’avant », « il a besoin de se chauffer » ou alors « il est faible mais non paralysé ». D’autres tendent
à se comporter comme s’ils avaient réussi à maintenir leur bras, allant parfois jusqu’à dire : « oui,
8
Introduction
c’est bon, il est devant moi ». Enfin, certains semblent éluder cette situation gênante en prétextant
qu’ils n’ont « pas envie, là, maintenant », que leur bras « n’en peut plus après toute cette
physiothérapie », qu’ils ont des douleurs dues à l’arthrite ou qu’ils n’ont jamais été ambidextres. Au
regard de ces différentes justifications, la prise de conscience du déficit peut donc être entièrement
absente ou seulement incomplète.
1.3.2
Fluctuations
Le degré d’AHP peut fluctuer au cours du temps, si bien que des évaluations répétées durant une
même journée n’aboutissent pas à chaque fois au même niveau de conscience (Turnbull, Jones, &
Reed-Screen, 2002). Cette variation peut être telle que des accès de conscience passagers sont
parfois obtenus. Ces différences sont en partie imputables à l’état d’éveil du patient mais peuvent
également s’expliquer par les activités auxquelles le patient à pris part juste avant l’évaluation :
séance de physiothérapie, entrevue avec le médecin, tentative par le patient d’utiliser son bras
(Vuilleumier, 2000). Cette dimension est rarement prise en compte dans les études sur l’anosognosie
et dans la plupart des cas, une seule évaluation est entreprise.
1.3.3
Extension
La conscience d’un déficit moteur englobe plusieurs aspects : l’étiologie des troubles (ex. un AVC), la
déficience en elle-même (ex. une paralysie du bras gauche), l’incapacité occasionnée (ex. ne plus être
capable d’utiliser son bras de façon fonctionnelle) et enfin le handicap qui en découle au quotidien, à
court terme (ex. ne plus pouvoir lasser ses chaussures) ou à long terme (ex. ne plus pouvoir vivre
comme avant). Ces aspects peuvent être « dissociés », c’est à dire affectés à des niveaux différents
chez un même patient anosognosique (Marcel et al., 2004). Par exemple, des patients
anosognosiques peuvent très bien rapporter verbalement leur hémiplégie mais prétendre pouvoir
conduire pour aller en vacances, reprendre bientôt leur travail, estimer la force de leur bras à 40%
(Chatterjee, 1996) ou essayer de se lever seul pour sortir de leur chambre (Bisiach & Geminiani,
1991). Le rapport explicite du déficit et son implication dans des tâches concrètes (estimée par des
auto-évaluations) sont d’ailleurs doublement dissociés. En effet, certains anosognosiques présentent
le profil inverse, c’est-à-dire qu’ils peuvent s’auto-évaluer correctement dans des activités de la vie
quotidienne mais échouer à reconnaître verbalement leur trouble (Berti et al., 1996; Berti, Ladavas,
Stracciari, Giannarelli, & Ossola, 1998; Cocchini, Beschin, Cameron, Fotopoulou, & Della Sala, 2009).
Une telle dissociation est également présente dans un tout autre domaine (Sergent, 1990) : la
comparaison de chiffres chez des patients avec lésion complète du corps calleux (« split brain »).
9
Introduction
Ceux-ci ne peuvent pas dire si deux chiffres (présentés chacun dans un hémichamp) sont semblables
ou différents (question portant sur l’identité du stimulus). Par contre, ils sont capables de dire, audelà du hasard, si l’un des deux est plus grand, plus petit ou égal à l’autre (question portant sur la
valeur du stimulus). L’identité et la valeur d’un stimulus feraient ainsi l’objet de deux traitements
distincts. Une analogie peut ainsi être relevée avec certains patients anosognosiques, qui ne peuvent
pas rapporter leur déficit (son identité) mais parviennent à des auto-évaluations adaptées (ils
peuvent lui attribuer un sens ou une valeur).
La connaissance de l’étiologie des troubles est rarement retrouvée chez les patients, qu’ils soient
nosognosiques ou non, et de même chez leur entourage (Croquelois et al., 2005; Das, Mondal, Dutta,
Mukherjee, & Mukherjee, 2007). Chatterjee (1996) montre même que des connaissances théoriques
concernant les AVC (premiers symptômes caractéristiques ou mécanismes physiologiques) ne sont
pas forcément synonymes de reconnaissance et de rapport verbal de l’AVC quelques heures après sa
survenue. Il peut donc bien exister une anosognosie de l’étiologie neurologique.
1.3.4
Spécificité
Comme énumérés au chapitre précédent (voir la section « 1.2 Historique du concept »),
l’anosognosie peut toucher des troubles divers. Cependant, chez un patient présentant plusieurs
troubles, le degré de conscience de chacun peut varier indépendamment des autres. En effet,
l’anosognosie n’est que rarement globale. Par exemple, alors qu’un trouble visuel peut être nié par le
patient, il peut tout à fait exprimer son déficit moteur, le profil inverse étant également possible
(Berti et al., 1996).
Des doubles dissociations entre l’anosognosie de troubles divers ont été relevées dans de
nombreuses études : cécité et hémiplégie (Berti et al., 1996), apraxie constructive, dyslexie et
hémiplégie (Berti et al., 1996), hémianesthésie, hémianopsie et hémiplégie (Marcel et al., 2004),
aphasie et hémiplégie (Breier et al., 1995) ou encore négligence extrapersonnelle et hémiplégie
(Jehkonen, Ahonen, Dastidar, Laippala, & Vilkki, 2000).
Le caractère spécifique de l’anosognosie est également illustré chez une patiente présentée par
Barkman (1925). Cette patiente hypocondriaque présente une hémiplégie gauche complète dont elle
est anosognosique après un AVC hémisphérique droit. Elle peut par contre rapporter ses problèmes
cardiaques et ses anciennes maladies mais a perdu sa tendance hypocondriaque. Dans nos propres
10
Introduction
observations, une patiente préalablement aveugle pouvait toujours, après un AVC hémisphérique
droit, rapporter sa cécité mais déniait sa récente hémiplégie.
Cette spécificité peut également intéresser les différents aspects d’un même trouble. Un patient
rapportant l’hémiplégie de sa main peut tout à fait nier une atteinte motrice de sa jambe, alors qu’un
autre patient présente le pattern inverse (Berti et al., 1996). Plus intrigant encore, Stengel & Steele
(1946) décrivent un patient anosognosique de sa cécité qui reconnaît parfois que son œil gauche (et
seulement le gauche) ne fonctionne pas bien.
De plus, Marcel et al. (2004) observent des différences dans le degré d’AHP selon les tâches dans
lesquelles les patients doivent s’auto-évaluer (unimanuelles, bimanuelles ou bipédales). Les
justifications formulées par les anosognosiques lors de tentatives de réalisation de ces tâches sont
toutefois récurrentes et indépendantes de la tâche.
L’anosognosie n’est donc pas un phénomène global mais peut toucher des déficits de façon très
sélective.
1.3.5
Evolution
L’AHP est essentiellement un trouble aigu qui se manifeste dès l’apparition des premiers symptômes
moteurs. Sa durée peut être très variable d’un patient à l’autre. L’anosognosie peut se dissiper après
quelques heures, après plusieurs jours ou voire même après des semaines (Chatterjee, 1996; Grotta
& Bratina, 1995; Heilman, Barrett, & Adair, 1998; Maeshima et al., 1997; Vuilleumier, 2000). Dans de
rares exceptions, l’absence de conscience peut persister jusqu’à en devenir chronique (Cocchini,
Beschin, & Della Sala, 2002; Venneri & Shanks, 2004). Pour Marcel et al. (2004), la méconnaissance
explicite du déficit est transitoire mais la mauvaise appréciation de son impact sur la vie quotidienne
est plus robuste et se manifeste plus longtemps.
1.3.6
Caractère implicite / explicite
Même si certains patients sont incapables de rapporter leur déficit, leurs actions peuvent témoigner,
dans certaines conditions, d’une conscience implicite (déjà décrite en 1898 par Anton avec
l’expression « Dunkle Erkenntnis »). Aussi, certains anosognosiques consentent à rester à l’hôpital ou
à ne pas quitter leur lit et peuvent même demander de l’aide pour se déplacer, sans qu’une
connaissance explicite des troubles moteurs ne leur soit accessible (Vuilleumier, 2000).
11
Introduction
Lorsqu’un plateau encombré d’objets lourds est présenté à des anosognosiques et qu’ils doivent le
saisir, certains mettent leur bras sain au centre du plateau, suggérant qu’ils anticipent une incapacité
de leur bras gauche (Ramachandran, 1995). Cette compensation implicite n’est pas toujours
présente. En effet, lorsqu’ils doivent choisir entre réaliser des tâches bimanuelles ou unimanuelles
(réalisables avec le membre sain), certains anosognosiques se tournent vers des tâches qu’ils
affectionnent, sans tenir compte de la difficulté imposée par leur plégie (Ramachandran, 1995).
House & Hodges (1988) présentent à une de leur patiente avec AHP des photographies de personnes
avec différents handicaps. Alors que la patiente nie explicitement son déficit moteur et maintient
qu’elle peut conduire et marcher, elle choisit une photographie représentant une personne en chaise
roulante lorsqu’elle doit indiquer celle qui lui ressemble le plus.
Les justifications de certains anosognosiques dénotent également une connaissance implicite du
trouble : « mon bras est fatigué », « il est paresseux », « il ne veut pas obéir maintenant ». Si le
patient doit ouvrir un livre devant lui, une conscience implicite se traduira par : « je suis fatigué, je
n’ai pas l’envie de faire ça » ou « ce livre a un problème ».
La conscience implicite peut également se manifester par une utilisation du bras sain pour faire
l’action (Barré et al., 1923; Feinberg, 1997; Guthrie & Grossman, 1952), en l’absence de difficulté à
distinguer la gauche et la droite. Le bras sain peut également venir aider le bras paralysé, en le
soulevant ou en actionnant les doigts (Levine, Calvanio, & Rinn, 1991; Marcel et al., 2004). Plutôt que
de rapporter le trouble du membre paralysé, certains patients se plaignent d’une diminution de la
force ou de la sensibilité dans le membre sain (Bisiach & Geminiani, 1991).
De façon plus impressionnante, les récits de certains patients anciennement anosognosiques mais
conscients de leurs troubles au moment de l’évaluation (Chatterjee, 1996) font clairement mention
d’une hémiplégie présente dès la survenue de l’AVC, suggérant que le déni explicite cache en fait une
connaissance implicite du trouble. Une patiente de Ramachandran (1996) témoigne : « je pouvais
voir que ça ne bougeait pas mais mon esprit ne voulait pas l’accepter. Je crois que c’était du déni ».
De même, une patiente anciennement anosognosique de Berti et al. (1998) peut se rappeler qu’elle
était paralysée durant ces derniers trois mois, depuis son attaque. Par contre, elle ne se souvient pas
des phases de confrontation où elle a déclaré au clinicien que son bras plégique pouvait bouger
comme d’habitude. Le même phénomène est retrouvé par Ramachandran (1995) avec une
anosognosique chez qui il effectue une stimulation calorique vestibulaire (voir la section « 1.7.3 »
pour de plus amples informations sur cette technique). Elle rapporte : « j’ai été paralysée depuis
12
Introduction
plusieurs jours ». Cependant, la prise de conscience n’est que transitoire et la patiente redevient
anosognosique lorsque les effets de la stimulation se dissipent. Quelques heures plus tard, non
seulement la patiente présente une amnésie sélective de cet épisode d’insight (« je vous ai dit que je
pouvais utiliser ma main gauche ») mais elle prétend être parvenue à lacer des chaussures avec ses
deux mains. Cette conscience implicite n’est pas toujours présente dans les récits d’anciens
anosognosiques. En effet, une patiente hémiplégique de Barkman (1925), devenue nosognosique à la
fin de sa vie, ne se souvient pas d’avoir été paralysée et découvre sa plégie très tardivement.
Ramachandran (1995, 1996b) a même émis l’hypothèse que les rêves des patients avec AHP
pouvaient témoigner, dans une certaine mesure, d’une connaissance implicite du trouble. Cette
connaissance pourrait se traduire, par exemple, par des contenus plus ou moins explicites (ex.
entrave symbolique du mouvement) ou par des thèmes suggestifs (ex. obstacle à la réalisation d’un
projet).
Dans l’étude de Marcel et al. (2004), environ un tiers des patients anosognosiques acceptent le fait
que si l’examinateur était dans leur situation, il ne serait pas capable de faire une certaine action,
alors qu’ils admettent tout à fait, à un autre moment, qu’eux-mêmes seraient capables de la réaliser.
Cette différence apporte une preuve supplémentaire de la connaissance implicite du trouble chez
certains patients anosognosiques.
Alors que certains patients dénient verbalement leur déficit et montrent une connaissance implicite
dans leur comportement, d’autres présentent la dissociation inverse. Malgré une reconnaissance
explicite du déficit sur question directe, ces patients peuvent témoigner d’une « méconnaissance
implicite » dans leurs conduites : ils essaient de se lever de leur chaise roulante ou prétextent devoir
quitter l’hôpital pour regagner leur travail (Prigatano & Altman, 1990). Ils peuvent également mal
évaluer les conséquences de leur atteinte dans des tâches concrètes et en minimiser l’impact sur leur
qualité de vie à venir.
1.3.7
Conception de la maladie
Généralement, les connaissances sémantiques liées à la maladie ne sont pas touchées chez les
patients présentant une AHP. Une patiente anosognosique de Berti et al. (1998) prétend savoir que
des personnes faisant une attaque cérébrale peuvent devenir paralysées et elle ajoute même : « oui,
je suis désolé pour elles ». D’ailleurs, la plupart des patients anosognosiques sont capables
d’identifier sur photographies des personnes handicapées ou en bonne santé (House & Hodges,
13
Introduction
1988; Small & Ellis, 1996). Toutefois, Ramachandran & Rogers-Ramachandran (1996a) rapportent
deux patients anosognosiques qui nient la plégie d’un autre patient assis en face d’eux, ce dernier
devant réaliser des tâches de la main gauche.
Une meilleure connaissance de la médecine n’est d’ailleurs pas un facteur protecteur de l’AHP. Dans
l’article de Babinski (1914), Souques rapporte le cas d’un médecin anosognosique de son hémiplégie.
Dans notre propre étude, nous avons pu évaluer un médecin décrivant très précisément l’apparition
de ses symptômes au moment de l’AVC et pouvant même en déduire l’étiologie mais n’éprouvant
pas le besoin de se rendre à l’hôpital et minimisant le degré et l’implication de ses troubles moteurs.
Ces cas suggèrent que même des spécialistes de l’AHP pourraient nier leurs séquelles motrices en cas
d’AVC.
1.3.8
Un phénomène pluriel
Le phénomène anosognosique ne comporte qu’une caractéristique constante : sa variabilité d’un cas
à l’autre. Il se décline sous de nombreuses formes et des patients présentant des manifestations très
différentes peuvent se retrouver sous une même appellation. Par exemple, un patient ne rapportant
pas son déficit verbalement mais connaissant l’étiologie de son trouble, restant dans son lit,
compensant son handicap moteur par des mouvements de sa main saine et devenant conscient de
ses troubles après trois semaines sera qualifié d’anosognosique. Le même terme sera pourtant utilisé
pour rendre compte des comportements inverses, c’est-à-dire pour un patient pouvant décrire son
hémiplégie mais ignorant son étiologie, essayant de se lever tout seul, prétendant pouvoir rentrer à
la maison et reprendre son travail et ce de façon chronique. Certains auteurs ont ainsi proposé une
« segmentation » du phénomène anosognosique, en différentiant d’une part le déni explicite du
trouble et d’autre part l’appréciation de son impact sur la vie quotidienne (Critchley, 1953; Frederiks,
1985). Une autre typologie du phénomène anosognosique est présentée en conclusion de ce travail.
La pluralité du phénomène anosognosique se reflète également dans les multiples façons de
l’évaluer cliniquement. Ces méthodes d’investigation sont passées en revue dans la section suivante.
14
Introduction
1.4
Evaluations
Il n’existe actuellement aucun questionnaire qui puisse prendre en compte toute la diversité du
phénomène anosognosique (Orfei, Caltagirone, & Spalletta, 2009). Au début du 19e siècle,
l’évaluation de l’AHP se limitait à un questionnement non-structuré et exploratoire. La rigueur
scientifique des recherches plus récentes a cependant fait évoluer cette approche vers des
évaluations plus standardisées. Beaucoup de questionnaires différents sont utilisés et il arrive
fréquemment qu’un questionnaire spécifique soit créé pour chaque nouvelle étude. Ci-dessous
seront présentés les questionnaires les plus utilisés et les plus pertinents quant à l’historique de leur
évolution.
1.4.1
Questionnaires structurés
Une des premières descriptions de protocole d’évaluation systématique remonte aux années 50
(Nathanson, Bergman, & Gordon, 1952). Les auteurs proposaient une succession de questions,
progressivement explicites quant à la fonctionnalité du bras plégique :
-
Pourquoi êtes-vous ici ?
-
Que vous arrive-t-il ?
-
Y a-t-il quelque chose de différent par rapport à avant ?
-
Y a-t-il quelque chose de plus difficile avec votre bras ?
-
Pouvez-vous bouger votre bras ?
-
Votre bras est-il paralysé ?
L’échelle la plus utilisée dans la littérature est celle qui a été conçue par Bisiach et al. (1986b). Tout
comme le questionnaire de Nathanson et al. (1952), elle comprend des questions de plus en plus
précises quant au déficit moteur. Une première question générale est posée (« Que faites-vous à
l’hôpital », « Y a-t-il des choses plus difficiles depuis ? »), suivie par une question plus spécifique («
Avez-vous des difficultés à bouger ? », « Pouvez-vous bouger votre bras gauche ? »). Si la limitation
motrice n’est toujours pas reconnue, une confrontation est effectuée, en demandant au patient de
maintenir son bras plégique ou parétique au niveau des yeux, et d’observer si cette confrontation est
suffisante pour induire une prise de conscience. Une cotation chiffrée est associée au comportement
du patient : « 0 » si le déficit est reconnu après une question générale, « 1 » si une question
spécifique est nécessaire, « 2 » si la conscience ne survient qu’après confrontation et « 3 » si la prise
de conscience est impossible même après démonstration. Bisiach et al. (1986) considéraient les
15
Introduction
patients avec un score de « 1 » comme anosognosiques légers mais Baier & Karnath (2005) ont
proposé plus récemment d’élever ce seuil à « 2 ». Selon ces auteurs, certains patients ne rapportent
pas leur déficit moteur après une question générale car ils mentionnent d’autres déficits (dysarthrie,
mal de dos ou maux de tête), plus pertinents pour eux au moment de la question.
L’échelle de Feinberg et al. (2000) suit la même procédure que celle de Bisiach mais de façon plus
progressive (avec une cotation échelonnée sur dix points). Par exemple, les auteurs proposent de
faire une confrontation en deux temps, d’abord dans l’hémichamp controlésionnel, puis dans
l’hémichamp ipsilésionnel, afin de contrôler les possibles effets de la négligence spatiale. L’échelle de
Fleming et al. (1996) applique la procédure de Bisiach à d’autres déficits (mémoire, concentration,
etc). Les auteurs proposent d’investiguer également des situations de la vie quotidienne (gérer ses
finances, conduire, mener une vie sociale) ainsi que la capacité de se fixer des buts réalistes (« que
ferez-vous dans six mois ? »).
Plus récemment, d’autres auteurs (Cocchini et al., 2009; Della Sala, Cocchini, Beschin, & Cameron,
2009) ont développé une nouvelle échelle permettant d’éviter le rapport verbal du déficit. Il s’agit
d’échelles analogiques (de type Lickert) présentées visuellement au patient, sur lesquelles il doit
indiquer sa réponse avec le membre sain. Les situations de la vie quotidienne (répondre au
téléphone, ouvrir un pot de confiture) sont illustrées graphiquement. Cette procédure permet ainsi
d’inclure un plus grand panel de patient (notamment des patients avec lésions hémisphériques
gauches et troubles langagiers).
1.4.2
Questionnaires écologiques
En complément à ces évaluations structurées, d’autres auteurs (Andersen & Tranel, 1989; Berti et al.,
1996; Marcel et al., 2004; Nimmo-Smith, Marcel, & Tegner, 2005; Starkstein, Fedoroff, Price,
Leiguarda, & Robinson, 1992) ont apporté une dimension plus écologique : l’AHP est estimée lors de
la réalisation d’actions de la vie quotidienne (unimanuelles, bimanuelles et bipédales). Le patient
commence par anticiper sa performance dans certaines tâches au moyen d’une échelle d’autoévaluation. Après avoir tenté de les réaliser, il doit à nouveau s’évaluer et peut modifier et ajuster sa
permière impression. Une dernière auto-évaluation est effectuée quelques minutes plus tard pour
vérifier si les ajustements éventuels ont bien été intégrés. Marcel et al. (2004) proposent également
au patient d’adopter une perspective à la 3e personne. A cet effet, le clinicien demande au patient :
« Si j’étais à votre place, dans le même état que vous, serais-je capable de réaliser cette action ? ».
Cette question permet d’investiguer le caractère implicite de l’AHP.
16
Introduction
1.4.3
Hétéro-questionnaires
Il existe également un ensemble de questionnaires où le rapport du patient n’est pas comparé à un
indice objectif de déficit mais à l’évaluation d’une autre personne, proche du patient (Borgaro &
Prigatano, 2003; Prigatano, 1998; Sherer, Bergloff, Boake, High, & Levin, 1998; Sherer, Hart, & Nick,
2003). Ces questionnaires ne sont pas spécifiques aux déficits moteurs et ont surtout été utilisés chez
une population de traumatisés crâniens. Ils investiguent des aspects cognitifs (ex. se rappeler ce
qu’on a mangé au dîner ou son programme du jour), émotionnels (ex. s’empêcher de pleurer ou
contrôler son stress) ou comportementaux (ex. gérer une relation conflictuelle) dans des situations
concrètes de la vie quotidienne. La sévérité des difficultés actuellement présentes est rapportée et
un indice de la conscience des déficits est obtenu en comparant l’évaluation du patient et de son
proche. Ces hétéro-questionnaires ont notamment été utilisés pour mesurer la nosognosie de la
négligence personnelle et extrapersonnelle (Azouvi et al., 1996; Azouvi et al., 2003; Bergego, Azouvi,
& Samuel, 1995).
1.4.4
Nouvelles échelles et limitations
Plus récemment, Orfei et al. (2009) ont entrepris l’élaboration d’une échelle censée prendre en
compte de nombreuses dimensions de l’AHP, en intégrant notamment des mesures de sa spécificité,
de son extension ainsi que de son caractère implicite (voir la section « 1.3 Sémiologie de
l’anosognosie de l’hémiplégie » pour plus de détails). Cependant, l’AHP étant fondamentalement un
syndrome aigu et transitoire, une évaluation effectuée durant les premiers jours après l’AVC, au lit du
malade, lorsque celui-ci est très fatigable, doit être d’une durée raisonnable et ne peut, par
conséquent, recouvrir tous ces aspects.
Malgré la variété des mesures de l’AHP et leur perfectibilité, l’utilisation de questionnaires
standardisés a permis de fournir une estimation de la sévérité de ce syndrome mais également de
pouvoir mieux apprécier sa fréquence d’apparition après un AVC.
17
Introduction
1.5
Epidémiologie
L’AHP est le plus fréquemment rapportée après des lésions de l’hémisphère droit. Elle touche 11 à
60% des patients avec ce type de lésion selon une méta-analyse de Jehkonen (2006). En reportant
chronologiquement la prévalence de l’AHP pour les lésions hémisphériques droites, il ressort une
tendance à la baisse des pourcentages au fil des publications : 51% (Nathanson et al., 1952), 58%
(Cutting, 1978), 36% (Hier, Mondlock, & Caplan, 1983), 33% (Bisiach et al., 1986b), 24% (Starkstein et
al., 1992), 28% (Stone`, Halligan, & Greenwood, 1993), 26.5% (Berti et al., 1996), 17% (Pedersen,
Jorgensen, Nakayama, Raaschou, & Olsen, 1996) et 29% (Marcel et al., 2004). Cette diminution
pourrait être en partie due à l’évolution des questionnaires mais aussi aux critères retenus pour
qualifier un patient d’ « anosognosique » et à une amélioration de la prise en charge médicale aiguë.
Baier & Karnath (2005) ont proposé de ne considérer comme « anosognosiques » que les patients qui
ne reconnaissent pas leur déficit moteur après une question spécifique au membre. En appliquant
cette nouvelle classification aux différentes études, les auteurs parviennent à une fréquence de l’AHP
de 10 à 18 % dans les cas d’AVC hémisphérique droit.
Après une lésion de l’hémisphère gauche, la méta-analyse de Jehkonen (2006) montre une
prévalence de l’AHP de 6% à 24%. Cette fréquence est moindre que pour des atteintes
hémisphériques droites mais elle n’est pas nulle. Plus spécifiquement, les différentes études
rapportent des prévalences de 23 % (Nathanson et al., 1952), 14% (Cutting, 1978), 5% (Stone` et al.,
1993), 4% (Pedersen et al., 1996) et 0% (Marcel et al., 2004). Une diminution des pourcentages au fil
des années de publications est également observée, comme pour les lésions hémisphériques droites.
L’AHP paraît ainsi plus fréquente après une lésion hémisphérique droite que gauche. Toutefois,
l’estimation de la prévalence de l’anosognosie après lésion gauche est très souvent biaisée dans les
études. En effet, cet hémisphère étant dominant pour les capacités langagières, un grand nombre de
patients (parfois plus de la moitié) sont tout simplement exclus (Stone` et al., 1993) puisque leurs
facultés de communication (expression et/ou compréhension) peuvent être gravement altérées. Les
rares inclus présentent alors généralement des lésions peu étendues (Levine et al., 1991). Ce biais
dans le recrutement pourrait expliquer l’asymétrie hémisphérique de la prévalence de l’AHP. Pour
pallier cette limitation langagière, une étude récente de Cocchini et al. (2009) utilise une évaluation
non-verbale de l’anosognosie et montre une incidence de 47% d’AHP après lésion gauche et 39%
après lésion droite, relativisant l’asymétrie hémisphérique précédemment rapportée. Toutefois, en
18
Introduction
étudiant les comportements non-verbaux selon la latéralité des lésions, Gainotti (1972) retrouve une
plus grande prévalence de l’AHP après des lésions hémisphériques droites (cité par Levine, 1991).
D’autres études ont investigué cette asymétrie hémisphérique et sont reportées et discutées dans la
section « 1.8.1 Dominance hémisphérique ».
Plus généralement, la fréquence de l’AHP est très variable d’une étude à l’autre, et ce pour plusieurs
raisons. Les questionnaires utilisés pour l’évaluer sont multiples et parfois très différents les uns des
autres. Les critères appliqués pour considérer un patient comme anosognosique sont souvent
subjectifs et variables (Baier & Karnath, 2005; Jehkonen et al., 2006). Le moment de la mesure postAVC est également un facteur déterminant pour la prévalence de l’AHP et à ce propos, Jehkonen et
al. (2006) rapportent une variabilité de 1 jour à 312 semaines après l’AVC selon les études. De même,
la nature de l’atteinte (processus expansif, hémorragie, ischémie, neurosyphylis ou encéphalopathie
traumatique …) n’est souvent pas prise en compte. Enfin, la sévérité de l’incapacité motrice n’est
souvent pas spécifiée. Alors qu’une légère hémiparésie peut suffire à l’inclusion dans certaines
études, une paralysie complète est nécessaire dans d’autres (Nathanson et al., 1952).
Concernant les facteurs démographiques, l’âge ne semble pas être un facteur prédisposant à l’AHP
(Maeshima et al., 1997; Mori, 1982; Nathanson et al., 1952; Starkstein, Fedoroff, Price, Leiguarda, &
others, 1993). D’ailleurs, Moss & Turnbull (1996) ont pu rapporter le cas d’un enfant de 10 ans avec
AHP. Seuls Levine et al. (1991) rapportent un âge significativement plus avancé pour leurs patients
avec AHP. Alors que le genre ne montre pas d’effet sur l’AHP dans de nombreuses études (Levine et
al., 1991; Maeshima et al., 1997; Marcel et al., 2004; Pia, Neppi-Modona, Ricci, & Berti, 2004;
Starkstein et al., 1993), Cutting (1978) observe que les hommes sont plus anosognosiques que les
femmes. Le niveau d’éducation est plus rarement pris en compte mais semble ne pas jouer de rôle
dans la prévalence de l’AHP (Levine et al., 1991; Starkstein et al., 1993).
Aussi, une proportion non négligeable de patients peut présenter une AHP après un AVC. La
présence de ce syndrome occasionnera des complications lors de leurs prises en charge.
19
Introduction
1.6
Conséquences
Le fait de ne pas prendre conscience d’un déficit aussi handicapant qu’une hémiplégie peut avoir des
conséquences importantes à court, à moyen et à long terme.
1.6.1
A court terme
Lors de l’apparition des symptômes, les patients souffrant d’AHP ne s’affolent étonnement pas quant
à leur état. Même si parfois ils peuvent rapporter se sentir faibles ou dans l’incapacité de se déplacer,
ils minimisent fréquemment l’étendue de leurs troubles, sont incapables de les identifier clairement
(par exemple, de les latéraliser) et surtout ne demandent pas de l’aide externe (proche, voisin,
hôpital). Nous avons pu observer le cas d’une patiente, vivant seule, qui est restée étendue deux
jours dans sa cuisine, sans essayer d’appeler à l’aide ou de se relever par d’autres moyens. Lorsqu’on
l’interrogea au sujet de cette attitude troublante, elle dit : « j’avais envie de me coucher dans ma
cuisine, c’est ce que je voulais faire ». Ce sont donc souvent les proches de ces patients qui les
retrouvent prostrés chez eux et qui insistent pour une consultation chez le médecin ou qui font la
demande d’aide auprès de l’hôpital.
Dans les cas où l’anosognosie est moins importante, les patients se rendent d’eux-mêmes à l’hôpital
car ils sentent que quelque chose ne va pas et peuvent ainsi se mettre en danger. Par exemple, un de
nos patients a rejoint l’hôpital par l’autoroute et a touché plusieurs fois la glissière de gauche avec
l’aile de sa voiture.
A l’arrivée aux urgences, l’intervention des médecins est soumise à des considérations éthiques
puisqu’ils doivent soigner un patient qui ne se plaint de rien et qui veut rentrer chez lui (Katz & Segal,
2004). De plus, compte tenu des délais dans l’arrivée à l’hôpital de ces patients, une thrombolyse
n’est parfois plus possible (Di Legge, Fang, Saposnik, & Hachinski, 2005).
1.6.2
A moyen terme
Lors de l’hospitalisation, l’anosognosie peut avoir de nombreux effets néfastes. Dans un premier
temps, certains patients anosognosiques se mettent en danger en essayant par exemple de se lever
seuls de leur chaise roulante ou de leur lit. Ces conduites entraînent parfois des chutes qui péjorent
encore leur état. Lors des thérapies, les anosognosiques présentent peu de motivation (Fleming,
Strong, & Ashton, 1998; Lam, McMahon, Priddy, & Gehred-Schultz, 1988). Ils ne prennent souvent
20
Introduction
pas en compte les recommandations du thérapeute (Kàtz, Fleming, Keren, Lightbody, & HartmanMaeir, 2002) et ne retiennent pas les mesures de sécurité prescrites (Hartman-Maeir, Soroker, &
Katz, 2001). Ils ont également tendance à se fixer des buts peu réalisables lors de la thérapie (Fleming
et al., 1996). En comparaison aux patients nosognosiques, ils mettent moins en pratique des
stratégies de compensation de leur déficit (Bisiach & Geminiani, 1991; Ownsworth & Fleming, 2005;
Ownsworth, McFarland, & Young, 2000). Enfin, une réhabilitation en l’absence de conscience du
trouble peut ne pas être efficace (McGlynn & Schacter, 1989).
Les patients anosognosiques restent en moyenne plus longtemps à l’hôpital, même lorsque le degré
d’atteinte sensitivomotrice et l’étendue de la lésion sont pris en compte (Maeshima et al., 1997). A
leur sortie, ils sont moins fonctionnels dans les activités de la vie quotidienne que leurs homologues
nosognosiques et ont souvent besoin d’une aide externe pour les activités les plus élémentaires
(Hartman-Maeir et al., 2001).
1.6.3
A long terme
Lors du retour à domicile, les anosognosiques essaient de reprendre les mêmes habitudes qu’avant
l’AVC, ce qui entraîne des mises en danger et des conflits familiaux, le personnel médical n’étant plus
présent pour parer à toute éventualité. Ils vont également avoir des difficultés à utiliser les moyens
palliatifs mis à disposition par les ergothérapeutes, n’en voyant pas l’utilité puisque « tout est rentré
dans l’ordre ».
A long terme, de nombreuses études (Hartman-Maeir, Soroker, Oman, & Katz, 2003; Hartman-Maeir,
Soroker, Ring, & Katz, 2002; Pedersen et al., 1996) montrent que les patients qui ont une AHP
persistante ont un handicap plus grand et sont moins indépendants. Leurs déficits moteurs sont
souvent plus importants et ils ne progressent plus. Gialanella & Mattioli (1992) ont mené une étude
prospective qui montre que l’anosognosie est le pire facteur pronostique pour la réhabilitation
motrice et fonctionnelle d’une hémiplégie gauche. Toutefois, certains auteurs suggèrent un rôle
conjoint de la négligence spatiale (Appelros, Karlsson, Seiger, & Nydevik, 2002, 2003; Hartman-Maeir
et al., 2001). Chez des patients avec négligence extrapersonnelle gauche, une comorbidité avec l’AHP
aggrave le pronostic de récupération à long terme (Gialanella, Monguzzi, Santoro, & Rocchi, 2005).
Plus récemment, deux méta-analyses différentes, portant sur des populations très diverses
(traumatisés crâniens, AVC, …) montrent plus généralement un effet néfaste de l’anosognosie sur les
activités de la vie quotidienne plusieurs mois après l’AVC (Jehkonen et al., 2006; Ownsworth & Clare,
21
Introduction
2006). Même lorsque les activités de la vie quotidienne sont préservées, l’anosognosie peut avoir des
conséquences néfastes sur l’avenir professionnel. En effet, Wise et al. (2005) ont pu montrer que
chez une population de traumatisés crâniens, une mauvaise conscience de ses déficits était associée
à de plus grandes difficultés à retrouver un travail. Lorsqu’une réorientation professionnelle est
possible, les anosognosiques montrent une tendance à des conduites à risque pour leur santé
(Heilman et al., 1998).
Il est donc important de mieux comprendre les mécanismes de l’anosognosie pour éventuellement
réduire sa durée, rendre plus efficace sa prise en charge à l’hôpital et organiser un retour à domicile
moins handicapant. Des interventions thérapeutiques portant sur l’AHP ont d’ailleurs été tentées
dans ce sens et sont reportées dans la section suivante. D’autre part, une meilleure prévention quant
aux premiers signes d’AVC et à l’attitude à adopter permettrait aux proches de réagir plus
rapidement dans certains cas (Croquelois et al., 2005; Das et al., 2007).
22
Introduction
1.7
Traitement
Il n’existe actuellement aucun traitement pour améliorer de façon immédiate et définitive
l’anosognosie. Les patients récupèrent souvent spontanément, sans traitement spécifique du
trouble, durant les semaines suivant leur AVC (Vuilleumier, 2000). Cependant, pour certains cas,
l’AHP perdure. Elle devient un frein à la rééducation et une source de mauvaise évolution à longterme (voir la section précédente « 1.6 Conséquences »). La confrontation quotidienne avec le déficit
ne semble pas être suffisante dans ces cas pour obtenir une prise de conscience. Selon
Ramachandran & Blakeslee (1998), certains anosognosiques reconnaissent leur paralysie après
injection d’une solution saline dans le membre si le clinicien leur suggère que cette substance va les
paralyser. Cependant, un effet thérapeutique de cette technique n’a pas été investigué
systématiquement. Il existe d’autres études exploratoires qui montrent des améliorations passagères
de l’anosognosie, dans des conditions particulières.
1.7.1
Miroir
Verret & Lapresle (1978) décrivent le cas d’une patiente avec AHP, asomatognosie et
somatoparaphrénie qui ne peut reconnaître son membre que lorsqu’elle le voit dans un miroir. Après
plusieurs essais, elle parvient même à reconnaître sa plégie dans le miroir. Cet effet s’estompe dès
qu’elle retrouve une vision directe du membre. Le miroir donne une perspective du corps à la 3e
personne mais renversée (ce qui est à gauche reste à gauche). Il permet d’obtenir un feedback visuel
de tout le corps (et pas seulement des parties) et peut aider à façonner ou ajuster la représentation
du corps. Certains auteurs proposent même que l’image du corps dans le miroir constitue une
représentation distincte du corps (Haggard & Wolpert, 2005). Cette proposition est d’ailleurs
appuyée par des données d’imagerie fonctionnelle (Corradi-Dell'acqua et al., 2008; Saxe, Jamal, &
Powell, 2006). Aussi, le recours à cette représentation miroir pourrait ajuster la conscience que les
anosognosiques ont de leur corps. Des améliorations d’autres troubles ont d’ailleurs pu être
obtenues avec les miroirs : la rééducation de l’hémiplégie (Altschuler et al., 1999), les membres
fantômes, (Ramachandran & Rogers-Ramachandran, 1996b) et la négligence spatiale (Ramachandran
et al., 1999).
1.7.2
Vidéo
Se voir en vidéo, lors d’une confrontation de son hémiplégie, peut avoir des effets bénéfiques pour
l’AHP. Fotopoulou et al. (2009) rapportent le cas d’une patiente qui réalise alors : « Je n’ai pas été
23
Introduction
très réaliste […] Je ne peux pas bouger du tout ». Elle ajoute : « c’est très triste […] on ressent qu’on a
aucun contrôle sur rien ». Cette prise de conscience a perduré jusqu’à 6 mois, sans changement
notable du tableau neurologique et neuropsychologique.
Plusieurs facteurs peuvent avoir entraîné cette rémission. A l’instar du miroir, la vidéo permet une
vue à la 3e personne et en adoptant une telle perspective, les anosognosiques ont moins tendance à
surestimer leur état (Marcel et al., 2004). De plus, cette vue inversée (ce qui est à gauche vient à
droite) peut minimiser les effets d’une négligence spatiale. La vidéo offre également la possibilité de
différer dans le temps la phase d’auto-observation. En effet, les patients ne sont plus en train de
réaliser l’action lorsqu’ils s’observent et n’ont plus une intention « active » de bouger. Cette
intention motrice semble d’ailleurs déterminante pour observer des phénomènes anosognosiques
(Fotopoulou et al., 2008b).
Shenker et al. (2004) rapportent un patient avec démence moyenne présentant des mouvements
choréiformes sans trouble de la sensibilité et qui est anosognosique de ses hyperkinésies. Lorsqu’il se
regarde dans le miroir, il n’en prend toujours pas conscience. Par contre, lorsqu’il se voit sur une
vidéo, il reconnaît immédiatement ses mouvements comme anormaux. Cette prise de conscience
disparait toutefois dès la fin du film. Ce cas montre que la rémission prolongée observée par
Fotopoulou et al. (2009) n’est pas forcément valable pour tous les anosognosiques. De plus, certains
ne peuvent pas reconnaître un trouble moteur chez d’autres hémiplégiques, malgré le recours à
cette perspective à la 3e personne (Ramachandran & Rogers-Ramachandran, 1996a).
La vidéo pourrait ainsi offrir de nouvelles voies de prise en charge pour les patients anosognosiques
mais d’autres recherches doivent être entreprises pour essayer de mieux comprendre et d’affiner
cette manipulation thérapeutique.
1.7.3
Stimulation calorique vestibulaire
La stimulation calorique vestibulaire consiste à instiller de l’eau (dont la température est différente
de celle du corps) dans un des deux conduits auditifs externes, pour provoquer une modulation de
l’activité du système vestibulaire périphérique. Cette réaction a pour conséquence un nystagmus,
des vertiges et des nausées. L’attention spatiale et la représentation mentale de l’espace sont
également influencées. Lors de l’insertion d’eau froide dans l’oreille gauche, une déviation du regard
vers la gauche, ainsi qu’un déplacement du « droit devant » vers la gauche, par une translation des
coordonnées de l’espace égocentrique (Bottini et al., 2001) peuvent être observés. Le système
24
Introduction
vestibulaire ainsi stimulé active certaines aires cérébrales controlatérales (et dans une moindre
mesure, ipsilatérales) : le cortex temporo-pariétal, l’insula, le putamen, le cortex somato-sensoriel
(SII) et le cortex cingulaire antérieur (Bottini et al., 2001; Bottini et al., 1994).
Les effets de cette technique ont été étudiés chez les patients cérébro-lésés. Une amélioration de
l’exploration spatiale dans l’hémichamp gauche a pu être obtenue chez des patients présentant une
négligence spatiale gauche (Cappa, Sterzi, Vallar, & Bisiach, 1987; Rubens, 1985; Silberpfennig, 1941;
Vallar, Sterzi, Bottini, Cappa, & Rusconi, 1990). Ce changement n’est pas uniquement dû à
l’orientation du regard à gauche car même les yeux fermés, les patients montrent un biais
d’exploration à gauche (Cappa et al., 1987). La stimulation calorique peut également améliorer la
négligence représentationnelle (Geminiani & Bottini, 1992) et le déficit moteur peut s’atténuer (Rode
et al., 1992). L’insertion d’un liquide froid dans l’oreille gauche montre également des améliorations
de la sensibilité dans le bras gauche (Bottini et al., 1995) chez des patients avec hémianesthésie, mais
aussi dans le bras droit (Bottini et al., 2005) chez des patients avec lésions gauches, suggèrant une
dominance de l’hémisphère droit pour les représentations somatosensorielles du corps. Deux cas de
rémission partielle de somatoparaphrénie ont également été rapportés après stimulation calorique
vestibulaire (Bisiach, Rusconi, & Vallar, 1991; Rode et al., 1992).
Les effets de la stimulation calorique vestibulaire ont aussi été observés dans l’anosognosie (Cappa et
al., 1987). Deux cas d’AHP sur quatre montraient une modulation de l’AHP après cette stimulation.
L’un reconnut une légère faiblesse de l’hémicorps gauche alors que l’autre devint nosognosique.
Pour ce dernier, la prise de conscience persista même quelques jours après la manipulation. D’autres
études ont montré des résultats similaires (Geminiani & Bottini, 1992; Rode et al., 1992; Vallar,
Guariglia, & Rusconi, 1997). Cependant, Ramachandran (1995) rapporte pour sa patiente une
nosognosie « temporaire » avec cette stimulation.
Aussi, même si la stimulation calorique vestibulaire n’est pas toujours efficace dans l’AHP, elle
permet parfois une prise de conscience passagère, et mériterait donc d’être investiguée de façon
plus approfondie.
1.7.4
Recherches sur les traumatisés crâniens
Selon une revue de la littérature chez des traumatisés crâniens (Fleming & Ownsworth, 2006), il n’y a
pas d’interventions plus efficaces que d’autres dans l’amélioration de la prise de conscience des
déficits. La meilleure approche reste d’articuler différentes méthodes selon les besoins individuels du
25
Introduction
patient (Ownsworth, Turpin, Andrew, & Fleming, 2007b). Plusieurs pistes thérapeutiques sont
possibles : favoriser les situations confrontantes, donner un signal clair après chaque erreur, aider le
patient à évaluer sa performance, créer des situations de groupe avec d’autres malades (observation
et appréciation des troubles chez des tiers), offrir un soutien psychologique pour gérer le stress lié à
la prise de conscience du handicap et/ou cadrer le comportement par une approche cognitivocomportementale. Barco et al. (1991) proposent d’axer la thérapie sur 3 domaines : les
connaissances théoriques sur la maladie et ses répercussions, l’identification des erreurs lors d’une
activité et l’anticipation des situations pouvant donner lieu à des difficultés.
Concernant l’efficacité de ces thérapies pluri-disciplinaires, les résultats restent mitigés. Alors qu’un
accès à une nosognosie globale est rapportée par certains auteurs (Youngjohn & Altman, 1989) avec
parfois une réorientation professionnelle possible (Ownsworth, Fleming, Desbois, Strong, & Kuipers,
2006; Ownsworth et al., 2007b), la majorité des patients ne montrent pas de changement de leur
anosognosie ou parviennent, au mieux, à une nosognosie spécifique aux situations de la thérapie,
sans généralisation possible (Goverover, Johnston, Toglia, & Deluca, 2007; Lucas & Fleming, 2005).
Aussi, d’autres recherches doivent être menées dans le domaine de l’amélioration de la conscience
des troubles.
Afin de mieux cerner le phénomène anosognosique, des études portant sur ses corrélats neuroanatomiques ont également été menées et sont décrites dans la section suivante.
26
Introduction
1.8
Corrélats neuro-anatomiques
Les bases neuro-anatomiques de l’AHP ont été investiguées avec différentes techniques, pour
essayer d’identifier une aire ou un réseau de régions impliqués dans l’émergence de l’anosognosie.
1.8.1
Dominance hémisphérique
Dès Babinski (1914) et même Jackson (1876), le rôle spécifique de l’hémisphère droit est suggéré. De
nombreuses études comportementales ont montré une fréquence plus importante de l’AHP après
des lésions de l’hémisphère droit (voir la section « 1.5 Epidémiologie »). Cependant, l’exclusion de
nombreux patients avec lésions hémisphériques gauches en raison de troubles langagiers relativise la
validité de l’asymétrie hémisphérique observée. Pour pallier cette limitation, certains auteurs ont eu
recours à la technique de Wada (1949).
Le test de Wada permet d’anesthésier momentanément et sélectivement un hémisphère cérébral,
par injection d’un barbiturique dans la carotide interne droite ou gauche. Grâce à ce procédé, des
lésions « virtuelles » sont simulées pour quelques minutes et les troubles neurologiques et
neuropsychologiques associés peuvent être observés. Le test de Wada est surtout utilisé pour
déterminer la latéralité des fonctions langagières, en phase pré-opératoire de résection de foyers
épileptiques. Sa pratique donne l’occasion d’observer et de comparer les effets d’une anesthésie de
l’hémisphère gauche par rapport à celle du droit.
Les patients sont allongés et doivent maintenir leurs deux bras vers le plafond. L’anesthésie d’un
hémisphère provoque la chute du bras controlatéral. Après quelques minutes, le temps pour les
effets du produit de se dissiper, le sujet est questionné quant à ce qui s’est passé juste après
l’injection au niveau de ses bras. Avec cette procédure, Terzian (1964) rapporte une absence totale
de conscience du déficit après une anesthésie de n’importe quel hémisphère. Durkin et al. (1994)
nuancent ce point de vue en observant 4% de rappel du déficit gauche et 9% de rappel du déficit
droit. Gilmore et al. (1992) ont des résultats complètement différents chez huit patients. Tous
rapportent leur plégie et leur déficit langagier lors d’une anesthésie de l’hémisphère gauche, alors
qu’aucun ne peut rapporter son déficit moteur lors d’une anesthésie droite. Dans cette étude, le
barbiturique utilisé (methohexital) n’est pas similaire à celui injecté par Terzian et Durkin et al.
(amobarbital), son effet étant moins important. Breier et al. (1995) suivent la même procédure que
Gilmore et al. (1992) mais avec un nombre de patients plus conséquent (trente-sept patients au lieu
de huit). Les auteurs rapportent 89% d’AHP après une anesthésie hémisphérique droite et seulement
27
Introduction
43% après une injection gauche. 5% des cas sans AHP présentent tout de même une anosognosie de
leur aphasie et 5% ont les deux types d’anosognosie. Ces études suggèrent ainsi une claire asymétrie
hémisphérique dans la prévalence de l’AHP.
Alors que les précédentes études ne portent que sur le rappel a posteriori du trouble, Adair et al.
(1995a) ont aussi évalué l’AHP au moment de la survenue des troubles (uniquement pour
l’anesthésie hémisphérique droite). Ils ne trouvent pas de différence entre le taux d’AHP pendant le
test de Wada (92%) et après (97%). Cette étude montre que le facteur mnésique n’est pas d’une
importance primordiale. En effet, lors d’une anesthésie hémisphérique gauche, alors que
l’hémiplégie droite n’est rapportée que dans la moitié des cas, les troubles langagiers peuvent
souvent être évoqués. Heilman et al. (non publié) retrouvent également une asymétrie en défaveur
de l’hémisphère droit lorsque les participants doivent indiquer avec des moyens non-verbaux la
découverte du déficit moteur.
Carpenter et al. (1995) ont investigué, chez 31 patients, la latéralité du foyer épileptique, la
conscience du déficit durant et après la procédure de Wada, ainsi que les capacités de mémoire (test
de reconnaissance d’items présentés juste après l’injection de l’anesthésiant). Ils montrent que l’AHP
du bras droit est associée à un foyer épileptique dans l’hémisphère droit et à des troubles de
mémoire, alors que l’AHP du bras gauche n’est pas reliée à ces facteurs. Les anesthésies
hémisphériques ipsilatérales au foyer épileptique n’occasionnant pas de trouble de mémoire
génèrent 87% d’AHP du bras gauche et seulement 22% d’AHP du bras droit. Concernant l’AHP du
bras gauche, cinq patients sur neuf ne reconnaissent pas la plégie gauche sur le moment et ne
pourront pas la rappeler ensuite. Or, trois des quatre autres patients (nosognosiques au moment du
test de Wada) ne la restitueront pas ensuite. Ces trois patients n’avaient ni foyer épileptique à
gauche, ni troubles de mémoire, suggérant un trouble de mémoire spécifique au déficit moteur.
Aussi, l’hémisphère droit jouerait un rôle spécifique dans la reconnaissance du trouble moteur (du
bras gauche comme du bras droit) et dans son intégration en mémoire.
Même si la technique de Wada permet de créer artificiellement des AHP, le laps de temps de la
paralysie est très court et le patient n’est pas confronté aux activités de la vie quotidienne (Davies et
al., 2005). Les conclusions de ces études ne peuvent donc qu’être difficilement généralisables aux
anosognosies chroniques. De plus, la population participant à ces études est généralement
constituée de patients épileptiques de longue date, dont l’organisation cérébrale peut être différente
de patients tout venant (Piccirilli, D'Alessandro, Tiacci, & Ferroni, 1988).
28
Introduction
1.8.2
Etudes neuro-radiologiques
Afin de déterminer plus précisément les zones cérébrales impliquées dans la perte de conscience
d’un déficit moteur, certains auteurs ont relevé les régions lésées chez leurs patients avec AHP. Très
tôt, le rôle du thalamus est discuté. Barkman (1925) note des lésions fréquentes de cette structure
ou des radiations thalamo-pariétales. De même, Nielsen (1938) rapporte cinq nouveaux cas de
« disturbances of the body scheme » pour le bras gauche où le thalamus est soit touché directement,
soit déconnecté des lobes pariétal, temporal et frontal. Cependant, d’autres cas présentent une
préservation du thalamus mais des lésions des noyaux lenticulaires et de la capsule interne (Ives &
Nielsen, 1937). Von Hagen & Ives (1939) rapportent deux cas autopsiés sans atteinte directe du
thalamus mais présentant des lésions à proximité, de nature à le déconnecter du cortex frontal,
pariétal et temporal. D’ailleurs une lésion isolée du thalamus n’est que rarement associée à une AHP
(Maeshima et al., 1997).
Des régions corticales sont également fréquemment retrouvées comme lésées chez les patients
anosognosiques, parfois en association avec des structures sous-corticales. Critchley (1953) attribue
l’AHP à un désordre du lobe pariétal. Des lésions comprenant le cortex pariétal inféro-postérieur, des
régions sous-corticales (thalamus, ganglion de la base) et même le cortex frontal sont suggérées par
Bisiach et al. (1986b). D’autres auteurs (Hier et al., 1983; Starkstein et al., 1992) relèvent des lésions
temporo-pariétales, thalamiques et des ganglions de la base. Pour Ellis & Small (1997), mais aussi
House & Hodges (1988), les ganglions de la base et la matière blanche adjacente sont cruciaux dans
la production de l’AHP. Pour Levine et al. (1991), l’AHP est associée à des lésions étendues, qui
touchent fréquemment l’insula et le cortex operculaire. Ces auteurs relèvent également le rôle
facilitateur de lésions bilatérales.
Dans leur méta-analyse, Pia et al. (2004) trouvent des cas d’AHP avec lésion isolée du cortex frontal,
du cortex pariétal ou du cortex temporal. Selon ces auteurs, une combinaison de lésions frontopariétales serait la plus fréquente cause d’AHP. Au niveau sous-cortical, ils insistent sur la
participation du thalamus, des ganglions de la base et de l’insula. Une autre méta-analyse plus
récente (Orfei et al., 2007) montre une implication du cortex préfrontal et du cortex pariétotemporal, ainsi que de l’insula et du thalamus. Le réseau responsable de l’AHP serait donc complexe
et comprendrait à la fois des régions corticales et sous-corticales.
La taille de la lésion est fréquemment associée à la présence d’AHP (Appelros, Karlsson, & Hennerdal,
2007; Hartman-Maeir et al., 2003; Hier et al., 1983; Pedersen et al., 1996). Levine et al. (1991)
29
Introduction
nuancent toutefois cette association : une lésion étendue est souvent nécessaire à l’AHP mais non
suffisante.
Plus marginalement, des cas d’AHP ont été décrits après des lésions du tronc cérébral : infarctus du
pont (Evyapan & Kumral, 1999) ou de la protubérance (Assenova, Benecib, & Logak, 2006). En
l’absence de confusion mentale ou d’autres facteurs explicatifs, les auteurs font l’hypothèse d’une
désactivation du réseau fronto-pariéto-sous-cortical par la lésion. Une AHP après hémorragie
pédonculopontine (Bakchine, Crassard, & Seilhan, 1997) a été également décrite. Elle était associée à
une maladie d’Alzheimer et donc à une démence.
1.8.3
Recouvrements de lésions
Cette approche est plus récente et se base sur des analyses statistiques multiples. Son principe
consiste à séparer les patients en deux groupes distincts, relativement à la présence / absence d’un
trouble. Pour chaque groupe, les lésions sont reportées sur un logiciel informatique qui va permettre
de les superposer et d’identifier les régions qui sont le plus souvent touchées. La dernière étape
consiste à comparer les régions obtenues dans chaque groupe pour en dégager uniquement les
régions liées spécifiquement au trouble étudié.
Figure 1. Différence entre la superpostion des lésions des anosognosiques et celle des patients contrôles, repris de Karnath et al. (2005)
Le recouvrement de lésions de quatorze patients avec AHP comparé à celui de treize patients sans
AHP (voir Figure 1) a montré l’importance de la partie postérieure de l’insula (Karnath et al., 2005).
Cette structure était atteinte chez tous les patients avec AHP et chez cinq des treize patients sans
AHP. Elle est donc une région possiblement nécessaire mais sans doute non suffisante.
30
Introduction
Berti et al. (2005) ont étudié les lésions de trente hémiplégiques gauches (tous négligents sauf un)
après lésion hémisphérique droite. Le recouvrement spécifique à l’AHP (voir Figure 2) montre une
implication du cortex prémoteur dorsal, des aires motrices primaires ainsi que du cortex
somatosensoriel. L’insula serait également une structure fréquemment atteinte. Ces mêmes régions
étaient retrouvées chez un patient présentant une AHP « pure », c'est-à-dire sans négligence spatiale
gauche ni trouble somatosensoriel.
Figure 2. Comparaison anatomique entre les anosognosiques et les nosognosiques, repris de Berti et al. (2005)
Les recouvrements de lésions offrent donc la possibilité d’étudier un grand nombre de patients de
façon statistique et d’obtenir ainsi des résultats plus précis. Cependant, dans ce genre d’analyses, les
patients doivent être scindés en deux groupes et le critère de répartition est parfois subjectif. De
plus, cette division dichotomique ne reflète pas les observations cliniques, où l’AHP peut être plus ou
moins sévère et se présenter sous de multiples formes.
Il est donc probable qu’il n’y ait pas qu’une seule région responsable de la conscience des déficits.
L’AHP proviendrait d’un dysfonctionnement d’un réseau complexe de régions corticales et souscorticales, aux ramifications nombreuses. Au vue de ces aires multiples, de nombreux facteurs
seraient impliquées dans la genèse des phénomènes anosognosiques. L’identification de ces facteurs
fait l’objet de la section suivante.
31
Introduction
1.9
Hypothèses explicatives
Une des formes d’anosognosie la plus impressionnante pour le clinicien est l’AHP. En effet, comment
un patient avec un trouble moteur aussi important et invalidant qu’une hémiplégie peut-il persister à
nier son état ? De nombreux auteurs ont proposé des modèles, élaboré des théories ou simplement
repéré des associations de troubles pour appréhender le phénomène anosognosique. Les
contributions les plus importantes sont présentées ci-dessous.
1.9.1
Les « pionniers »
Dès le rapport de Babinski (1914), plusieurs propositions explicatives sont formulées. Le neurologue
précise dans son observation : « je puis dire qu’il n’y avait ni confusion mentale, ni fabulation, ni
hallucination ». Il écarte également d’emblée une dissimulation volontaire du trouble, devant sa
persistance dans le temps. Il écrit encore : « les troubles de la sensibilité [profonde] jouent
vraisemblablement un rôle important dans leur genèse ». Dans la discussion du même article,
Souques rapporte un cas d’AHP avec des troubles de la sensibilité et de la proprioception et relève : «
sans déchéance intellectuelle notable ». Pierre Marie propose de considérer la possibilité d’un
trouble psychique. Pour Gilbert Ballet, la mémoire de fixation devrait être étudiée dans ces cas.
Henry Meige décrit des phénomènes proches de la négligence personnelle. Enfin, Henri Claude
évoque une « perte de la représentation du membre paralysé ».
Ainsi, dès l’identification du phénomène anosognosique, les interprétations sont multiples et très
diverses : psychologiques, neurologiques et neuropsychologiques. Malgré leur précocité, ces
intuitions cliniques guideront les recherches dans le domaine jusqu’à nos jours.
1.9.2
Les troubles associés
L’identification des troubles régulièrement associés avec l’AHP a fait l’objet de nombreuses études.
Même si le but de cette démarche n’est pas toujours de proposer une théorie explicative, plusieurs
auteurs ont relevé empiriquement les facteurs potentiellement impliqués dans l’AHP et les
dissociations qu’ils ont observées.
Les troubles neurologiques
L’AHP est fréquemment retrouvée en conjonction avec des troubles neurologiques : altération de la
sensibilité ou de la proprioception (première hypothèse de Babinski, 1914; Barré et al., 1923; Levine
32
Introduction
et al., 1991), atteinte de la motricité (Hier et al., 1983) ou hémianopsie (Cutting, 1978; Starkstein et
al., 1992). Il est cependant difficile d’établir une relation de cause à effet, puisque ces associations
sont absentes dans d’autres études : présence d’AHP sans hémianesthésie (Bisiach et al., 1986b;
Cutting, 1978; Marcel et al., 2004), sans trouble de la proprioception (Small & Ellis, 1996; Willanger,
Danielsen, & Ankergus, 1981), indépendante du degré d’atteinte motrice (Cutting, 1978) et sans
hémianopsie (Levine et al., 1991; Small & Ellis, 1996). D’ailleurs, Weinstein & Kahn (1950) décrivent
des cas de rémission de l’AHP sans changement des troubles neurologiques. Chacun peut également
interroger son expérience personnelle, en se remémorant une fois où il s’est éveillé après s’être
endormi sur son bras. Alors que la proprioception, la sensibilité tactile et la motricité sont
momentanément altérées, une conscience de ces déficits est bien présente.
La composante sensitive semble cependant jouer un rôle non négligeable puisqu’une anesthésie
locale du bras chez des sujets connus pour atteintes cérébrales diverses permet de générer une AHP
chez sept des vingt-deux sujets testés (Cole, Saexinger, & Hard, 1968). Il est d’ailleurs intéressant de
noter qu’une perte d’origine périphérique de la sensibilité, de la proprioception et de la mobilité d’un
membre chez le sujet sain entraîne des distorsions perceptives, avec notamment des illusions
concernant la taille, la forme, la position, la texture et la température du membre et même parfois le
sentiment de son appartenance (Paqueron et al., 2003). La conscience des déficits est par contre
toujours présente. Ces deux études montrent que les troubles neurologiques peuvent être
importants mais ne sont pas suffisants pour rendre compte de l’AHP.
Les phénomènes de complétion perceptive
En cas d’absence d’afférence sensitive, le cerveau peut parfois compléter l’information. L’exemple le
plus frappant en modalité visuelle est celui de la « tâche aveugle » (occasionné par le début du nerf
optique sur la rétine) qui n’est pas consciemment perçue et qui est « complétée » par le cortex
visuel, en fonction des zones adjacentes. Le même processus est présent chez certains patients avec
hémianopsie. Alors que Warrington (1962) présente des moitiés de figures géométriques (simples ou
complexes, dans l’hémichamp visuel intact), des figures entières sont rapportées par certains
patients avec hémianopsies, en particulier ceux qui ont une lésion pariétale et qui ne sont pas
conscients de leur déficit visuel. Dans ces cas, la partie conservée du champ visuel semble être
utilisée pour en extrapoler le pattern dans le champ opposé.
Certains auteurs (Feinberg, 1997; Levine, 1990; Levine et al., 1991) proposent qu’un phénomène
similaire puisse être à l’œuvre dans l’AHP. Aussi, des sensations inexistantes du côté affecté par la
lésion pourraient être « complétées » par les zones cérébrales non atteintes et donner l’illusion d’un
33
Introduction
bras sain. Ceci serait rendu possible en « transférant » le pattern sensorimoteur du bras sain au bras
atteint, à la manière des alloesthésies. D’ailleurs, selon Stone et al. (1993), 57% des lésions
hémisphériques droites présentent des phénomènes alloesthésiques. Le phénomène de complétion
pourrait également exister sur la base des sensations résiduelles du bras touché, par extrapolation,
ou par des phénomènes de synesthésies (Levine, 1990). Même si ces phénomènes, pris isolément, ne
sont pas en mesure de rendre compte de toutes les dissociations de l’AHP, il est plausible qu’ils
puissent, en conjonction avec d’autres déficits, faciliter l’émergence de l’AHP et/ou perturber
l’appréciation du déficit à plus long terme.
Les troubles neuropsychologiques
Un état confusionnel majeur a été écarté d’emblée dans les premiers cas d’AHP (Babinski, 1914) et
son association statistique avec l’AHP a également été réfutée dans plusieurs études (par exemple :
Berti et al., 1996; Small & Ellis, 1996; Starkstein et al., 1992). Toutefois, la confusion mentale est
présente chez de nombreux cas d’AHP (Levine, 1990; Nathanson et al., 1952) et elle est considérée
comme un facteur prédisposant important (McGlynn & Schacter, 1989). D’ailleurs, il est fréquent que
l’AHP se résorbe dès que le patient n’est plus confus (Critchley, 1953; Ullman, Ashenhurst, Hurwitz, &
Gruen, 1960). Certaines études trouvent un lien entre l’AHP et une mesure du fonctionnement
cognitif global (Marcel et al., 2004; Starkstein et al., 1993) mais pas d’autres (Small & Ellis, 1996).
Concernant les capacités générales de raisonnement, Berti et al. (1996) ne montrent pas de
différence entre les anosognosiques et les nosognosiques en utilisant les matrices progressives de
Raven et al. (1998). D’ailleurs, durant le test de Wada, les patients ne sont pas décrits comme confus
et peuvent tout de même présenter une AHP (Adair et al., 1995a).
La négligence visuo-spatiale (Heilman, Valenstein, & Watson, 2000) est une incapacité à tenir compte
ou à s’orienter vers des stimuli présents dans l’hémi-espace controlésionnel. Ce trouble est fréquent
après une lésion pariétale droite (Vallar & Perani, 1986). Il peut également être associé à une
négligence personnelle, où l’hémicorps est négligé (lors du rasage par exemple). Les phénomènes de
négligence (visuo-spatiale et personnelle) et l’AHP sont fréquemment associés après une atteinte
hémisphérique droite (Bisiach et al., 1986b; Hier et al., 1983; Marcel et al., 2004; Starkstein et al.,
1992). Selon Feinberg (1997), 74% des patients avec AHP présentent également une négligence
extrapersonnelle. Cependant, la présence d’une négligence n’est pas nécessaire à l’émergence d’une
AHP et de nombreux cas de doubles dissociations ont été rapportés (Bisiach et al., 1986b; Marcel et
al., 2004; Small & Ellis, 1996; Starkstein et al., 1993). Par exemple, House & Hodges (1988) décrivent
un cas de lésion des ganglions de la base, sans aucune forme de négligence (personnelle ou visuospatiale) ni confusion mentale mais avec un phénomène d’AHP. D’ailleurs, le déplacement du bras
34
Introduction
plégique dans l’hémichamp visuel droit (non négligé) ne permet pas d’obtenir une meilleure
conscience du déficit chez la plupart des patients (Adair et al., 1997; Bisiach et al., 1986b). Levine et
al. (1991) montrent de plus qu’une diminution de la négligence peut s’observer sans rémission de
l’AHP.
Les phénomènes d’extinction (négligence d’un stimulus dans l’hémi-espace controlésionnel lors de
stimulations simultanées dans chaque hémi-espace) ont été évoqués chez certains auteurs comme
susceptibles de participer à la sévérité de l’AHP (Vuilleumier, 2000). En effet, plutôt qu’un trouble de
la sensibilité ou de la proprioception, l’extinction des stimuli controlésionnels pourrait empêcher que
des informations concernant le membre plégique parviennent à la conscience du sujet. D’ailleurs,
l’AHP est régulièrement associée à ce phénomène dans les modalités tactile, visuelle et auditive
(Starkstein et al., 1992).
Des études ont tenté d’identifier d’autres troubles neuropsychologiques associés. Selon Starkstein et
al. (1993), l’AHP serait dépendantes de performances exécutives déficitaires. En effet, les
anosognosiques montrent une incitation faible à la fluence verbale, ainsi que des difficultés de
flexibilité mentale lors d’une épreuve d’alternance de tâches simples. Par contre, ils n’ont pas de
déficit de compréhension orale, de mémoire à court-terme ou de mémoire de travail. Une autre
étude (Levine et al., 1991) souligne des performances moindres de raisonnement verbal et nonverbal (voir Berti et al., 1996, pour des résultats contradictoires), de fluence verbale, de flexibilité
mentale, d’’inhibition et de résolution de problème. Les anosognosiques sont décrits comme
impulsifs, distractibles, apathiques, ralentis, fatigables et ayant tendance à abandonner facilement.
Un étude plus récente ne retrouve pas le lien entre l’AHP et la fluence verbale ou la flexibilité
mentale (Marcel et al., 2004).
Par ailleurs, l’AHP est également souvent associée à une désorientation spatio-temporelle (Weinstein
& Kahn, 1950). Cette association, bien que constante chez les vingt-huit anosognosiques de
Nathanson et al. (1952), n’apparaît pas toujours (Levine et al., 1991).
Un rôle de la mémoire épisodique est suggéré dans le maintien de l’AHP à long-terme (Cocchini et al.,
2002). Durant la période aiguë, même si un rôle de la mémoire épisodique est relevé par certains
auteurs (ex. Levine et al., 1991; Weinstein & Kahn, 1950), l’association entre AHP et amnésie n’est
pas toujours retrouvée (Berti et al., 1996). Lors de procédures de Wada, l’AHP est d’ailleurs possible
même en l’absence de troubles mnésiques (Adair et al., 1995a). Starkstein et al. (1993) ne retrouvent
pas de lien entre l’AHP et un déficit de mémoire, quel qu’il soit (mémoire à court-terme, de travail,
35
Introduction
épisodique verbale et épisodique visuo-spatiale). D’ailleurs, certains patients, en parlant de leur
déficit, rapportent : « Mon frère m’a dit que je suis paralysé mais je n’y crois pas » ou bien : « Le
docteur me l’a dit […] Je suppose que ce qu’il a dit est vrai ». Ces affirmations suggèrent que des
traces mnésiques préservées ne suffisent pas à découvrir le déficit. Par contre, certains patients avec
AHP montrent une amnésie (Ramachandran, 1996b) des épisodes de confrontation (prétendant avoir
réussi l’action demandée) ou de leur nosognosie passagère (prétendant avoir dit que leur bras
gauche était normal). Cette amnésie est sélective au déficit moteur puisque les patients peuvent
rappeler, par exemple, un ruban rouge que le clinicien avait placé sur leur main paralysée durant la
confrontation (Ramachandran, 1996b).
Peu d’études ont investigué pour l’instant un éventuel lien entre l’AHP et des capacités
neuropsychologiques spécifiques. Cette limitation est sans doute liée au fait que les patients en stade
aigu ne sont souvent pas en mesure de réaliser une tâche soutenue de plusieurs minutes.
Les confabulations
Prétendre pouvoir bouger un de ses membres alors que celui-ci est paralysé est en soi une
confabulation. Aussi, pour certains auteurs, l’AHP pourrait se résumer à la « simple » production de
confabulations verbales. Berti et al. (1998) mentionnent d’ailleurs que plus la question du clinicien
est vague, plus il y a de chances d’observer une confabulation.
Feinberg et al. (1994) ont pu montrer que des patients avec AHP gauche (associée à une négligence
spatiale gauche et une hémianopsie) donnent fréquemment de fausses réponses dans une tâche
d’identification de formes présentées dans l’hémichamp gauche et ont également plus de difficultés
que des nosognosiques à admettre qu’ils n’ont rien perçu. Lu et al. (1997) n’ont pas retrouvé une
telle tendance en modalité tactile, même si, cliniquement, les anosognosiques ont fréquemment
tendance à fabuler des sensations tactiles lors du testing standard de la sensibilité. En effet, lors
d’une procédure de Wada, les anosognosiques ne font pas plus de confabulations (réponses nonverbales) que les nosognosiques lorsqu’ils doivent identifier une stimulation tactile. Les
méthodologies de ces deux études sont très différentes, ce qui pourrait expliquer leurs résultats
contradictoires. Elles ont investigué les modalités visuelle et tactile, mais pas les confabulations
propres au déficit moteur. Une observation clinique de ce type a cependant été rapportée par
Guthrie & Grossman (1952). Les auteurs ont immobilisé artificiellement (avec des cordes) les
membres sains de deux patients avec AHP puis leur ont couvert leurs yeux. Incités à mouvoir leur
membre, les patients ont alors minimisé leur incapacité à bouger et ont eu recours à de fausses
excuses pour expliquer leur échec. Ils ont utilisé les mêmes justifications qu’ils avaient
36
Introduction
précédemment employées pour leur bras plégique : « je peux le faire, donnez-moi juste un peu de
temps ». Lorsque Ramachandran (1996) demande à un de ces patients avec AHP gauche pourquoi il
vient de bouger son bras gauche, dans le but de le provoquer, ce dernier rétorque : « il me fait mal
alors je le bouge pour diminuer la douleur ».
D’ordinaire, les confabulateurs utilisent mal les indices de l’environnement (Shapiro, Alexnder,
Gardner, & Mercer, 1981), ont des difficultés à inhiber des réponses incorrectes (Mercer, Wapner,
Gardner, & Benson, 1977), sont indifférents au fait de faire des erreurs (Shapiro et al., 1981) et
montrent souvent des persévérations (Stuss, Alexander, Lieberman, & Levine, 1978). De plus, ils
répondent rapidement et se corrigent peu sur des questions de mémoire. Ces symptômes sont
caractéristiques d’une atteinte des fonctions exécutives, fonctions qui sont très souvent touchées
chez les patients avec AHP (Levine et al., 1991 ; Starkstein et al., 1993).
Selon Gazzaniga (2000), lors d’un trouble perceptif périphérique, l’aire corticale correspondante peut
générer un message d’erreur et amener à une détection consciente du trouble. Par contre, si c’est
l’aire corticale elle-même qui est lésée, ce message d’erreur peut être absent. Comme le cerveau ne
détecte pas de trouble, l’hémisphère gauche va alors « créer du sens » pour expliquer la situation.
Cette fonction d’ « interprète » des données perceptives trouve une illustration chez un patient avec
lésion complète du corps calleux (« split brain »). Il voit brièvement deux stimuli (un dans chaque
hémichamp, traités chacun par un hémisphère) et doit les apparier avec des objets présentés devant
lui. Comme le stimulus de gauche est traité par l’hémisphère droit et ne peut atteindre les zones
langagières, il n’est pas « verbalement » accessible à la conscience du patient. Aussi, lorsque
l’hémisphère droit voit une cour remplie de neige et le gauche une patte de coq, le patient choisit de
la main droite une tête de coq et de la gauche une pelle. Pour justifier ce dernier choix, il dit : « pour
nettoyer la basse-cour du coq ». Pour une tâche similaire, avec cette fois-ci les mots « cloche » dans
l’hémichamp gauche et « musique » dans le droit, le patient parvient à désigner ces deux mots en
choix multiples et se justifie en disant : « la dernière fois que j’ai écouté de la musique, c’étaient des
cloches à l’extérieur ». Si des images au contenu négatif sont présentées à l’hémisphère droit, le
patient prétend n’avoir rien vu mais il confesse se sentir maintenant triste et que cette expérience ne
lui plaît pas. Avec un contenu positif (des images érotiques par exemple), le patient va également
confabuler une justification pour sa gêne.
Par ailleurs, Wapner et al. (1981) ont montré que les patients avec une lésion de l’hémisphère droit
sont enclins à produire des confabulations lorsqu’ils doivent rappeler une histoire. Ils ont également
37
Introduction
tendance à accepter et à intégrer dans cette histoire des éléments bizarres proposés par le clinicien,
en trouvant une justification rationnelle.
Même chez une population saine, lorsque la réalité ne correspond pas aux attentes, une détection
des incongruences n’est pas forcément présente et une recherche de cohérence est entreprise. Dans
une expérience de Johansson et al. (2005), des sujets doivent choisir parmi deux le visage le plus
attractif pour eux, puis justifier leur choix. Dans 20% des essais, les sujets sont trompés par
l’expérimentateur et doivent se justifier du visage qu’ils n’ont pas choisi. Pour 87% de ces « faux »
choix, les sujets ne remarquent pas la supercherie (cet effet est nommé « choice blindness » par les
auteurs) et trouvent même des justifications à leur choix. Une expérience célèbre de Schachter &
Singer (1962) consistait à injecter une dose d’épinéphrine (activation du système sympathique avec
augmentation du rythme cardiaque) à des sujets, puis de confronter ces sujets à des acteurs feignant
un épisode de colère. Les sujets avertis des effets de l’épinéphrine attribuaient leurs symptômes à
l’injection mais les sujets restés naïfs les associaient à l’irritabilité et à l’antipathie de leur
interlocuteur qu’ils exagèraient. Aussi, par manque d’informations, ces sujets puisaient dans leur
environnement pour expliquer ce qui leur arrivait.
Les confabulations des anosognosiques font également penser aux rationalisations des personnes
sous suggestions post-hypnotiques. Par exemple, à la suggestion d’ouvrir la porte de la pièce une fois
sorti de l’état hypnotique, le patient peut justifier son acte en prétextant qu’il a chaud et qu’il veut
faire un peu d’air. S’il a comme consigne de se toucher une partie du corps, il pourra évoquer une
démangeaison (Waterfield, 2004). Ces rationalisations sont parfois à la limite de la cohérance,
comme chez cette femme à qui il a été suggéré d’enlever sa chaussure et d’y mettre des fleurs, qui
justifie sa conduite en disant qu’elle a chez elle un vase qui ressemble à une chaussure et qu’elle
voulait voir ce que ça donnerait avec ce type de fleur (Lecron, 1976).
Chez des patients négligents, un phénomène similaire de « création de sens » peut être observé
(Berti et al., 1996). Alors que la négligence va provoquer des omissions de mots présentés à gauche,
voire des omissions de phonèmes situés en début de mot (à gauche), les patients tendent à attribuer
un sens à ce qu’ils ont lu, même si objectivement cela n’a pas de signification. Par exemple, la phrase
(traduite de l’italien) : « au printemps l’oiseau fait son nid » est lue « [un logatome] le nid ». Le
patient interprète cette phrase comme : « il y a ces animaux qui font leur nid et qui ensuite les
détruisent. [le logatome], ça veut dire détruire. »
38
Introduction
Il y a donc une tendance chez tout être humain à générer des explications pour ce qui lui arrive. Et
parfois, par manque d’informations, ces explications sont semblables à des confabulations. Ce
processus se décline chez les split-brain ou les négligents, mais également chez des populations sans
lésion cérébrale (suggestions post-hypnotiques ou choice blindness par exemple). Il pourrait
également concerner les anosognosiques, dans le sens où ces derniers sont fréquemment privés de
nombreux inputs et que dans cette incertitude, l’hémisphère gauche créerait une cohérence (Assal,
1983). Cette cohérence serait ainsi « logique » compte tenu des informations résiduelles accessibles
à la conscience mais sonneraient comme des confabulations à des oreilles externes, ayant plus
d’informations disponibles. D’ailleurs, Marcel et al. (2004) ont montré que dans la plupart des cas, les
anosognosiques ont des justifications non-délirantes, qui reposent sur les croyances antérieures du
patient quant à ses capacités motrices. Ramachandran (1996b) rapporte, par exemple, que sa
patiente avec AHP lui disait : « non, ma main ne peut pas porter 150 kilos ». Il y a donc une certaine
cohérence, témoignant de la recherche d’un sens à une situation ambiguë. Les confabulations des
anosognosiques semblent limitées à la fonction dont ils ont perdu la conscience. En effet, lorsque
Ramachandran (1996b) demande à son patient combien il y a de cheveux sur la tête de Clinton, il
répond : « je ne sais pas ».
Toutefois, dans de rares cas, les confabulations montrent clairement un contenu délirant : « je viens
d’aller me promener dehors avec mon fils », « mon bras est fatigué car j’ai joué au tennis toute la
matinée » ou alors : « ma main gauche est plus forte que ma main droite ». Le caractère spécifique
ou général du contenu des confabulations des patients avec AHP doit donc être mieux compris et
étudié plus systématiquement.
Les hallucinations
Certains anosognosiques prétendent qu’ils « parviennent » à bouger leur bras après une demande
explicite. Devant le clinicien, ils ont une attitude perplexe et peuvent même assurer être en train de
« voir » leur bras gauche qui se déplace ou qui touche un objet (Ramachandran, 1995). Plus que de
simples confabulations verbales, ces observations pourraient témoigner de phénomènes
hallucinatoires (visuels et kinesthésiques).
Par exemple, Pia (non publié) rapporte le cas d’une patiente avec AHP se lavant les mains, en
actionnant sa main droite comme si sa main gauche effectuait réellement le geste complémentaire.
Nathanson et al. (1952) observent un patient présentant une maladie de Parkinson avec
tremblement, qui devient entièrement paralysé du côté gauche après un AVC. Il ne reconnaît alors
pas sa plégie mais prétend qu’il a toujours son tremor du côté gauche. Ramachandran (1995) décrit
39
Introduction
également un cas où la patiente anosognosique doit taper des mains. Elle n’utilise que sa main droite
mais ne semble par intriguée par le manque de sensation et de bruit. Cette patiente pourrait ainsi
« halluciner » un mouvement mais également un son. Berti et al. (1998) observent le même
phénomène chez une de leurs patientes. En lui faisant remarquer le manque de son, elle confabule :
« je ne fais jamais de bruit ». Lorsque la même patiente doit toucher la main de l’expérimentateur,
elle dit : « pas encore… Voilà » et lorsqu’elle doit lever son bras gauche aussi haut que le droit,
précédemment orienté vers le plafond, elle dit après quelques secondes : « c’est fait », comme si le
mouvement avait « réellement » pris le temps de s’accomplir.
Ramachandran (1995) a développé une « boîte de réalité virtuelle », dans laquelle le patient doit
insèrer une de ses mains (gantée). Alors qu’il croit observer sa propre main, un jeu de miroir lui fait
voir celle d’un complice de l’expérimentateur. Lorsqu’il doit effectuer un mouvement de la main
gauche et que la main du complice ne bouge pas, un patient avec AHP prétend voir un mouvement.
Lorsque l’expérience est répétée avec la main droite, le complice restant toujours immobile, le même
patient rapporte également un mouvement. Lors de la manipulation inverse (la patient ayant pour
consigne de ne pas bouger et le complice actionnant sa main), le patient insiste sur le fait qu’il ne voit
pas sa main droite bouger. Ce résultat est important car il montre que ces phénomènes
hallucinatoires ne sont pas limités au bras paralysé et qu’une intention motrice n’est pas forcément
requise. Cette observation souligne encore qu’une négligence spatiale ou un trouble somatosensoriel
n’est pas nécessaire à l’émergence des hallucinations anosognosiques puisque l’hémisphère gauche
de cette patiente est intact.
D’autres études, ayant une méthodologie plus contrôlée, ont investigué ces aspects. Les six patients
avec AHP gauche de Levine et al. (1991) montraient tous des illusions kinesthésiques du membre
gauche lorsqu’ils devaient lever simultanément leurs deux bras, que leurs yeux soient ouverts ou
fermés. Lorsqu’il fallait lever uniquement le bras plégique, un seul de ces patients gardait des
illusions. Cette étude suggère que les illusions kinesthésiques seraient le fruit d’une « complétion
motrice », où les données sensitivomotrices du bras droit seraient « transférées » au bras gauche.
Feinberg et al. (2000) ont montré que des patients présentant des mouvements illusoires du bras
gauche étaient plus anosognosiques et plus négligents que des patients sans ce phénomène. De plus,
ils étaient tous asomatognosiques. Cependant, une autre étude de Lu et al. (2000), utilisant une
procédure de Wada, a observé une double dissociation entre l’AHP et ces mouvements illusoires. Le
seul patient anosognosique présentant une illusion kinesthésique avait également un déficit de
proprioception.
40
Introduction
Les hallucinations kinesthésiques pourraient également s’expliquer par des phénomènes de
membres « fantômes » similaires à ceux observés chez les amputés (Ramachandran & Blakeslee,
1998). En effet, Riddoch (1941) a rapporté plusieurs cas avec sensations et mouvements
« fantômes » sans amputation. Ces patients présentaient des lésions périphériques des membres
avec des troubles de la sensibilité, de la proprioception et de la motricité. Toutefois, il existe des
patients paralysés qui présentent des « mouvements fantômes » sans AHP (Heilman et al., 1998). De
plus, les sensations fantômes peuvent généralement être critiquées et les patients sont conscients
qu’ils ne bougent pas vraiment (Ramachandran, 1996b). Aussi, si ce mécanisme peut jouer un rôle
dans certains cas, il ne saurait être généralisé à tous.
Plus récemment, Fotopoulou et al. (2008b) ont investigué l’importance de l’intention motrice dans
l’AHP à l’aide d’une « rubber hand » (prothèse de main réaliste en caoutchouc), chez huit patients
(quatre avec AHP et quatre sans), présentant tous une hémiplégie complète, une négligence et des
troubles de la sensibilité et de la proprioception. Tous les patients considèrent cette prothèse
comme leur propre membre. Des mouvements de pointage sont demandés aux patients, soit de
façon passive (le clinicien va bouger leur bras), soit de façon active (ils doivent eux-mêmes faire ces
mouvements ; mais c’est une nouvelle fois le clinicien qui actionne la prothèse à leur insu). Lorsque
l’origine du mouvement est externe, tous les patients, même ceux avec AHP, peuvent dire si un geste
a eu lieu ou non. Par contre, lorsqu’ils doivent eux-mêmes bouger leur bras, les patients avec AHP
rapportent un mouvement alors même que le clinicien n’a pas bougé la prothèse. L’hallucination
kinesthésique et visuelle semble donc dépendante de l’intention motrice et s’avère peu sensible aux
feedbacks somatosensoriels ou visuels contradictoires.
Il est parfois difficile de savoir si un patient anosognosique confabule verbalement ou rapporte une
illusion kinesthésique, une hallucination multimodale (tactile, proprioceptive et visuelle) ou une
sensation kinesthésique fantôme lorsqu’il dit : « … Voilà, c’est fait » en devant bouger son bras
plégique. Les confabulations verbales se basent-elles sur une réelle impression kinesthésique ? Les
fonctions de « créateur de sens » de l’hémisphère gauche peuvent-elles aller jusqu’à halluciner (à la
manière des patients atteints de psychose) une réalité cohérente avec les croyances du sujet ?
Malheureusement, ces questions restent sans réponse puisqu’aucune étude n’a tenté pour l’instant
d’investiguer simultanément ces aspects et de les différencier chez les patients avec AHP.
Les troubles apparentés selon Cutting
En plus de l’AHP, des lésions hémisphériques droites peuvent engendrer d’autres attitudes étranges
à l’égard des membres. Le rôle de ces phénomènes apparentés dans l’émergence de l’AHP a été
41
Introduction
questionné (Cutting, 1978). Certains patients peuvent présenter une totale indifférence émotionnelle
face à leur trouble (l'anosodiaphorie; Babinski, 1914; Critchley, 1957) ou alors au contraire éprouver
un sentiment négatif de dégoût ou de haine vis-à-vis de leur membre, allant parfois jusqu’à le cacher,
le frapper ou le griffer (la misoplégie; Critchley, 1962). Ils peuvent considérer leur bras comme une
partie indépendante d’eux-mêmes, lui attribuer un surnom et adopter envers lui une attitude
« maternelle » en lui parlant, en l’incitant à bouger voire même en lui faisant des baisers (la
personnification; Critchley, 1955). Curieusement, la force du bras sain est parfois rapportée comme
augmentée par rapport à avant l’AVC (Anastasopoulos, 1954). Le sentiment d’un ou de plusieurs
membres surnuméraires peut également être observé : trois bras (Halligan, Marshall, & Wade, 1993),
six bras (Sellal, Renaseau, & Labrecque, 1996) ou quatre jambes (Vuilleumier, Reverdin, & Landis,
1997).
Un sentiment de non-appartenance du membre peut également survenir (l'asomatognosie; Feinberg,
Haber, & Leeds, 1990). Lorsqu’on montre à une patiente avec asomatognosie la connexion entre son
bras et son corps (Nielsen, 1938), elle répond : « mes yeux et mes sentiments ne sont pas d’accord,
et je dois croire mes sentiments. Je vois qu’elle ressemble à ma main mais je sens que ce n’est pas le
cas, et je ne peux croire mes yeux ». Le membre ainsi rejeté peut même être attribué à une autre
personne (vivante ou morte) ou n’être plus de nature humaine. Le terme de somatoparaphrénie est
alors utilisé pour qualifier ces délires (Assal, 1983; Gerstmann, 1942). Laine et al. (1969) rapportent
trois cas d’AHP associés à ce phénomène étrange qui illustrent à quel point les délires concernant le
membre peuvent être complexes. La première patiente dit : « il est plus gros que le mien, c’est
comme de la chair gonflée, il n’est pas attaché à l’épaule, c’est comme un rondin qui a été coupé, ça
ressemble à un morceau de viande bien préparée comme on en voit dans les charcuteries… Cette
nuit, je n’arrivais pas à le pousser hors du lit […] Je l’emballerais dans un morceau de papier et je
vous le donnerais ». Elle croit que l’infirmière est venue s’asseoir à côté d’elle pendant la nuit : « elle
n’a pas bougée, elle est restée bien tranquille, moi je l’ai poussée et je l’ai mordue pour la faire
décamper mais elle est restée là ». Quant au deuxième cas, elle raconte : « cette main, elle ne va pas
bien, elle n’est pas très catholique ; j’ai été blessée et on me l’a mise là. Ce n’est pas ma véritable
main… » La patiente accusera ensuite les allemands d’avoir perpétré le changement de bras. Selon
elle, le vrai se trouve à l’étage supérieur mais est gardé par des sentinelles. Elle dit encore : « ce bras,
on n’a qu’à me le couper ; je préférerais qu’on me l’enlève ». Dans le dernier cas, la main est décrite
comme une prothèse qu’on peut mettre et enlever sans difficulté.
Cutting (1978) a étudié la fréquence d’apparition de ces phénomènes et leurs liens éventuels avec
l’AHP. Selon lui, ils touchent en moyenne 29% des patients après lésion hémisphérique droite. Sur cet
42
Introduction
échantillon comprenant quarante-huit patients, il rapporte 23% d’asomatognosie, 6% de
somatoparaphrénie, 4% d’anosodiaphorie, 4% de misoplégie, 4% de surestimation de la force du bras
droit, 2% de personnification et 2% de membre surnuméraire. Ces phénomènes étaient par ailleurs
fréquemment dissociés de l’anosognosie puisque seul un cas sur cinq présentait également une AHP.
Selon l’étude de Stone et al. (1993), l’anosodiaphorie aurait une fréquence plus importante après
une lésion hémisphérique droite (27%). Adair et al. (1995b) ont pu montrer lors d’une procédure de
Wada qu’il existait bien une dissociation entre l’asomatognosie (appelé négligence personnelle par
les auteurs et présente dans 20% des cas) et l’AHP (présentée par 100% des patients). Avec des
fréquences de déficits différentes (88% d’AHP et 82% d’asomatognosie), Meador et al. (2000) ont
même trouvé une double dissociation avec la même procédure.
Des troubles associés mais surtout dissociés
En résumé, l’AHP est fréquemment accompagnée d’autres manifestations cliniques. Toutefois,
aucune d’elle n’est invariablement présente et ces nombreuses dissociations ne permettent pas de
formuler d’hypothèse explicative claire. Ces constatations ne peuvent que suggèrer des mécanismes
complexes et multi-factoriels dans l’émergence de l’AHP. En parallèle à ces études empiriques, des
spéculations théoriques ont également été proposées, souvent en l’absence de démarche
expérimentale concrète.
1.9.3
L’hypothèse psychodynamique
Ne pas reconnaître son déficit pourrait s’inscrire dans une réaction émotionnelle adaptative devant
un évènement jugé trop traumatique par la psyché. L’anosognosie pourrait alors être considérée
comme un phénomène normal, décrit par Freud et Breuer (1895) comme un mécanisme de défense :
le déni (voir aussi Freud, 1938). Aussi, dans les années 1940-1950, certains auteurs ont proposé
d’interpréter l’AHP comme une défense psychodynamique.
Cette réaction psychologique ne s’appliquerait pas aux patients qui trompent volontairement le
corps médical en prétendant qu’ils vont bien afin d’écourter leur prise en charge, d’éviter d’autres
examens médicaux et des thérapies et/ou de faciliter leur retour à domicile. Il s’agirait dans cette
hypothèse de défenses inconscientes qui réprimeraient automatiquement des informations jugées
trop traumatiques avant que la conscience ne puisse y avoir accès.
Sandifer (1946) fut un des premiers à suggérer un rôle des facteurs motivationnels dans l’AHP, dont
la fonction serait de se préserver de ce que Goldstein (1939) appelle des « réactions de
43
Introduction
catastrophes » (pleures, cris, sentiments d’impuissance). Dans le même esprit, pour Weinstein &
Kahn (1950), l’anosognosie pourrait être la manifestation d’une attitude de défense psychologique
temporairement adoptée par le patient comme moyen de protection contre la présence d’éléments
anxiogènes, apparus à la suite d’une lésion cérébrale. Ces moyens de défense seraient présents chez
tout un chacun mais la personnalité antérieure du sujet influerait sur le recours à ces défenses
psychodynamiques. D’ailleurs, selon Weinstein & Kahn (1953), les proches des patients
anosognosiques les décrivent comme des gens perfectionnistes, toujours en train de faire quelque
chose, donnant beaucoup de temps à leur travail, ayant besoin de l’estime d’autrui et montrant peu
leurs émotions. La maladie signifie pour eux une imperfection, une faiblesse ou une perte de prestige
(Weinstein & Kahn, 1953). Dans leur vie, ils ont régulièrement minimisé leurs maladies, les ont
cachées à leurs voisins et ne s’en sont jamais plaints. Par contre, ils n’ont pas de croyances
surnaturelles ou de superstitions. Guthrie & Grossman (1952) rapportent un cas dont la personnalité
antérieure montre des préoccupations pour la maladie. Cet homme présente une anosognosie pour
sa cécité et son hémiplégie et raconte que sa grand-mère était aveugle et qu’il s’était toujours dit
que la cécité était la pire chose qui puisse arriver. Après s’être brûlé le bras au 3e degré, il minimisa
ses douleurs et refusa les traitements médicaux adéquats. Lorsque sa femme se plaignit de crampes
abdominales, il refusa de reconnaître qu’elle était malade et une opération d’urgence due être
pratiquée pour appendicite aiguë. Une association avec des facteurs de personnalité n’est toutefois
pas retrouvée dans toutes les études (Levine et al., 1991; Small & Ellis, 1996). De façon surprenante,
les croyances religieuses peuvent également influencer l’émergence de l’anosognosie. En effet,
Gainotti (1975) mentionne une prévalence de l’anosognosie plus importante chez des déments
calvinistes protestants de Genève que chez des déments catholiques de Pérugia (Italie).
Les délires de certains patients anosognosiques ont un caractère « positif » ou « agréable » du type :
« je viens d’être engagé ici comme ingénieur », « je suis un avocat très connu, j’ai écrit des livres ». Ils
sont désorientés dans l’espace mais dans un lieu souvent proche de leur maison. Leur désorientation
dans le temps se situe à l’heure de partir travailler ou à l’heure à laquelle ils ont des visites
(Weinstein & Kahn, 1953). Certains estiment d’ailleurs pouvoir mieux réaliser une action que si le
clinicien était à leur place dans le même état (Marcel et al., 2004). Selon Weinstein & Kahn (1950),
ces exemples illustreraient un désir inconscient à retrouver une situation agréable et acceptable pour
la psyché (voir aussi Fotopoulou et al., 2008a). Weinstein (1991) rapporte à ce propos une patiente
avec anosognosie de sa maladie (cancer des poumons) et de son opération qui prétend aller très bien
mais que son fils vient de subir une grave opération et qu’il est en convalescence. De même, selon
Turnbull & Solms (2007), certains anosognosiques ont tendance à mieux accepter leur plégie si elle
est présentée comme momentanée et non définitive. Aussi, pour Weinstein (1991), le terme
44
Introduction
« anosognosie » est mal choisi car une connaissance implicite du trouble est souvent présente (voir
section « 1.3.6 Caractère implicite / explicite »). L’auteur lui préfère le terme de « déni de la
maladie ».
D’autres arguments vont dans le sens de cette hypothèse. Weinstein & Kahn (1950) rapportent par
exemple trois patients chez qui la disparition de l’anosognosie ne s’est pas accompagnée de
changement de la gravité du tableau clinique. Les auteurs suggèrent ici une acceptation progressive
de la maladie. Toujours selon Weinstein & Kahn (1953), l’anosognosie ne peut pas provenir d’une
lésion unique ou d’un déficit unique car elle peut s’appliquer à des troubles trop variés. Même s’ils
ne peuvent expliquer l’asymétrie hémisphérique, il existe des cas d’anosognosie par lésion gauche et
des lésions focales d’aires fréquemment rapportées comme cruciales dans l’anosognosie ne donnent
pas toujours ce syndrome. Plus récemment, Nardone et al. (2007) ont pu montrer que dans une
tâche attentionnelle « Dot Probe » (discrimination rapide de couleurs avec des mots distracteurs), les
hémiplégiques nosognosiques avaient des temps de réaction plus courts lorsque les distracteurs
étaient émotionnellement pertinents pour leur déficit (« main », « skier », « handicapé »,
« puissant »). Cet effet facilitateur n’a pas été retrouvé chez cinq patients avec AHP. Ces derniers
répondaient même plus lentement en présence de ce type de mots et cet effet était d’autant plus
fort que l’AHP était sévère. Les auteurs attribuent cette interférence à une connaissance implicite du
trouble, qui occasionnerait une répression inconsciente et augmenterait le temps de latence des
réponses.
Egalement en faveur de cette hypothèse, des patients présentant des pathologies sans atteinte du
système nerveux central (Goldbeck, 1997) sont susceptibles de montrer une anosognosie de leur
affection : cancer des poumons (Levìne & Zigler, 1975; Vos, Putter, van Houwelingen, & de Haes,
2008) ou autres formes de cancer (Brock, Gurekas, & Deom, 1993), brûlures sévères (Hamburg,
Hamburg, & de Goza, 1953), lésions de la moelle épinière (Trieschmann, 1980) et attaques
cardiaques (Croog, Shapiro, & Levine, 1971). Chez ces derniers, même si le déni a un rôle adaptatif à
court terme (diminution du stress et du temps d’hospitalisation), il devient un facteur de risque à
long terme (Levìne et al., 1987). Le déni est également retrouvé dans des pathologies psychiatriques
(Orfei, Robinson, Bria, Caltagirone, & Spalletta, 2008; Pia & Tamietto, 2006) comme l’anorexie
(Couturier & Lock, 2006), la psychose (Cooke, Peters, Kuipers, & Kumari, 2005) ou l’alcoolisme
(Gaboev, 1989). Le déni peut même s’appliquer à des changements physiologiques non
pathologiques comme la grossesse (Neifert & Bourgeois, 2000; Spielvogel & Hohener, 1995). Plutôt
que le patient lui-même, c’est parfois la famille du patient qui préfère dénier et sous-estimer le
déficit (Nathanson et al., 1952). Les auteurs citent d’ailleurs un médecin qui nie l’aphasie de son
45
Introduction
patient : « C’est quelqu’un de vraiment bien, il est juste excité et nerveux en ce moment ». Les
proches du patient sont souvent rassurés par son anosognosie : « Au moins il n’a pas conscience de
ce qui se passe ! C’est mieux pour lui » et peuvent de ce fait la renforcer (Turnbull et al., 2002).
Toutefois, le déni dans ces situations non neurologiques est présent à une fréquence beaucoup
moins importante qu’après une lésion cérébrale (Willanger et al., 1981).
L’hypothèse psychodynamique ou motivationnelle comporte cependant des failles. Elle ne permet
pas d’expliquer la fréquente asymétrie hémisphérique dans la prévalence de l’AHP (Heilman et al.,
1998) et n’est pas non plus compatible avec les corrélats neuro-anatomiques fréquemment
retrouvés. De plus, elle ne rend pas compte de la spécificité de l’anosognosie, qui peut, par exemple,
toucher la paralysie du bras mais pas celle de la jambe (McGlynn & Schacter, 1989). A ce propos, une
patiente de Barkman (1925) rapporte fréquemment sa maladie du cœur et fait part de sa peur quant
à sa mort prochaine mais jamais elle ne parle de son hémiplégie, bien moins dangereuse pour
l’intégrité de sa psyché.
De plus, certains patients présentant des troubles du système nerveux périphérique de longue date
deviennent anosognosiques de ces affections après une atteinte cérébrale. C’est le cas d’un
paraplégique depuis plus de 10 ans qui ne reconnaît plus sa paralysie à la suite d’une hydrocéphalie
avec atrophie de la substance blanche et hémorragie sous-arachnoïdienne temporale gauche
(Stengel & Steele, 1946). Hemphill & Klein (1948) présentent également le cas d’une femme aveugle
depuis 14 ans (atrophie bilatérale du nerf optique) qui devient anosognosique de sa cécité après
avoir développé un syndrome de Korsakoff. De même, Guthrie & Grossman (1952) montrent que
chez deux patients devenus nosognosiques, le fait de pratiquer un test de Wada les prive à nouveau
de la conscience du déficit. Aussi, un déficit accepté et intégré par la psyché peut tout de même
sortir du champ de la conscience après une lésion cérébrale.
Avant une procédure de Wada, les sujets sont mis en garde des symptômes possibles et savent que
les éventuels déficits vont s’estomper à la fin de l’intervention. Le déficit perd ainsi son caractère
permanent et anxiogène. De plus, les sujets ont pleinement recouvré leurs capacités motrices au
moment du questionnement du clinicien. Ils n’ont donc plus de raison « psychologique » d’ignorer
leur ancienne plégie, leur intégrité n’étant plus menacée.
Devant ces contre-arguments, plusieurs auteurs ont tenté de différencier le déni de l’anosognosie.
Pour Prigatano (1998), le déni implique une résistance et une colère face à la confrontation, ainsi
qu’un évitement des situations stressantes (Kortte, Wegener, & Chwalisz, 2003), alors que
46
Introduction
l’anosognosie implique une indifférence ou une perplexité lorsque le patient est confronté à sa
plégie. L’anosognosie est généralement sévère juste après l’AVC puis diminue à mesure que le sujet
devient capable de mieux apprécier son déficit. Le déni, au contraire, se renforcerait avec le temps
(Havet-Thomassin, Gardey, Aubin, & Legall, 2004).
La réaction psychologique face à l’annonce d’un traumatisme jouerait de toute façon un rôle dans
l’AHP. Frederiks (1985) suggére que des mécanismes de défense psychologique peuvent coexister
avec des phénomènes anosognosiques d’origine neurologique. D’ailleurs, Prigatano (1998) a pu
montrer que des aspects de déni et des conduites anosognosiques sont fréquemment rapportés par
les proches chez un même patient.
1.9.4
Les troubles du traitement émotionnel
L’hémisphère droit est considéré comme jouant un rôle central dans la perception (Borod, 2000) et
l’expression des émotions (Heilman, Bowers, & Valenstein, 1993). Les patients anosognosiques sur
lésions de l’hémisphère droit sont souvent décrits comme indifférents à leurs troubles, ne présentant
pas de réaction de catastrophe, contrairement aux patients avec lésion gauche (House, Dennis,
Warlow, Hawton, & Molyneux, 1990) et parfois même optimistes quant à leur état (Gainotti, 1972).
Cette absence d’attitude négative a incité Davidson (2001) à faire l’hypothèse que l’hémisphère droit
(en particulier le cortex préfrontal) était impliqué dans les états émotionnels négatifs (et les
comportements de retrait), alors que le gauche serait plutôt impliqué dans les émotions positives (ou
d’approche). Aussi, selon cette théorie, les anosognosiques par lésion droite auraient un déficit du
traitement des émotions négatives, ne leur permettant pas de réagir consciemment de façon
adaptée à leur déficit.
Cependant, Starkstein et al. (1990) rapportent le cas de deux patients anosognosiques avec
négligence, qui présentent une dépression associée au stade aigu. Il n’y a d’ailleurs pas de relation
significative entre l’AHP et la dépression ou l’anxiété (Starkstein et al., 1992). L’anosognosie ne
protège donc pas d’un état dépressif. Par contre, l’augmentation de la conscience de ses déficits est
associée avec une péjoration des symptômes dépressifs chez des traumatisé crâniens (Fleming et al.,
1998). Concernant le traitement et l’expression des émotions négatives, Turnbull et al. (2005)
rapportent le cas d’un homme avec AHP qui pleure facilement et qui rapporte des sentiments de
peur, de colère et surtout de tristesse. Il peut également se remémorer d’autres épisodes de sa vie
où il a éprouvé ces émotions plus spécifiquement. De même, Spalletta et al. (2007) montrent une
relative indépendance entre l’alexithymie (une difficulté à décrire verbalement ses émotions) et
47
Introduction
l’AHP. Aussi, l’anosognosie ne peut pas être interprétée comme une simple altération du traitement
des émotions négatives.
D’autres auteurs (Turnbull et al., 2005; Turnbull et al., 2002) proposent de synthétiser les théories
psychodynamiques et émotionnelles en faisant l’hypothèse que l’hémisphère droit serait dominant
concernant la régulation émotionnelle. Les patients anosognosiques auraient la même expérience
émotionnelle que des sujets contrôles mais ils auraient un déficit à gérer des émotions fortement
négatives, en raison de leur lésion hémisphérique droite. Ce déficit se solderait au final par un
recours « forcé » à des défenses psychodynamiques. Bien que séduisante, cette hypothèse manque
malgré tout de confrontation empirique.
A contre-courant de ces théories « psychologiques » ou « psychodynamiques », d’autres auteurs ont
préféré recourir à des hypothèses neurologiques ou neuropsychologiques pour tenter d’apporter
une explication au phénomène anosognosique.
1.9.5
Les représentations du corps
Pour certains auteurs (Critchley, 1953; Frederiks, 1985; Haggard & Wolpert, 2005; Roth, 1949;
Schilder, 1935a), l’AHP serait le reflet d’une conscience déconnectée de l’image, de la représentation
ou du schéma du corps. La multitude de ces termes reflètent cependant la difficulté à définir
précisément ce concept. Aux zones sensorielles primaires succèderaient une aire d’intégration
multimodale (tactile, proprioceptive, visuelle, kinesthétique) qui constituerait une représentation du
corps cohérente et permettrait l’accès à la conscience des données corporelles (Gerstmann, 1942).
Ce système de traitement de haut niveau serait affecté en cas d’AHP. Friedlander (1964) propose que
la dominance manuelle peut également jouer un rôle dans l’asymétrie hémisphérique de la
prévalence de l’AHP. En effet, cette dominance aurait un effet sur l’étendue des représentations
cérébrales de chaque hémicorps. Par rapport à l’hémisphère dominant, le non-dominant aurait des
représentations appauvries de l’hémicorps gauche et de ses mouvements dans l’espace (Coslett,
2005). Aussi, une lésion hémisphérique droite aurait plus de risque d’altérer les représentations de
l’hémicorps gauche et d’aboutir à une AHP.
Malheureusement, ces idées n’ont jamais été conceptualisées en détail ou validées empiriquement.
D’ailleurs, Starkstein et al. (1993) ne retrouvent pas de différence entre les gauchers et les droitiers
au niveau de l’AHP. De plus, les phénomènes anosognosiques peuvent s’appliquer à des troubles qui
ne sont parfois pas dépendants du schéma corporel ou de la dominance manuelle (mémoire,
48
Introduction
conséquences à long-terme). Ceci suggère donc un rôle limité des représentations du corps dans la
genèse de l’AHP. Plus récemment, Schwoeble & Coslett (2005) ont décrit plusieurs représentations
du corps distinctes : le schéma du corps (conception dynamique de la position relative de chaque
partie du corps à un moment donné, basée sur la proprioception et des données visuelles et tactiles),
la description structurale du corps (un plan topologique du corps qui définit ses limites et les
relations de proximité entre ses parties) et enfin l’image du corps (le nom des parties du corps et
leurs fonctions). Ces dimensions n’ont cependant encore jamais été investiguées systématiquement
dans l’AHP. Une étude récente (Fotopoulou et al., 2008b), effectuée sur un petit groupe de patients
hémiplégiques du côté gauche, montre toutefois qu’une prothèse réaliste du bras gauche est
considérée comme faisant partie du corps propre seulement lorsqu’elle est présentée dans des
orientations plausibles. Les auteurs ne rapportent pas de différence entre les nosognosiques et les
anosognosiques.
1.9.6
L’hypothèse de déconnexion de Geschwind
Pour Geschwind (1965), l’AHP gauche est issue d’une difficulté à mettre en mots le déficit, de par une
déconnexion entre les zones motrices et sensitives de l’hémisphère droit et les zones langagières de
l’hémisphère gauche. L’hémisphère droit étant isolé, le gauche « créerait » alors du sens en essayant
de combler le manque d’information. Cette tentative se solderait alors par des justifications du type :
« Je suis un peu trop fatigué pour avoir envie de bouger ».
Plusieurs observations sont cependant en contradiction avec cette hypothèse. Premièrement, le
patient avec AHP gauche devrait pouvoir signifier d’une façon non verbale qu’il reconnaît son déficit
(Bisiach & Geminiani, 1991), ce qui n’est pas toujours le cas puisque certains anosognosiques tentent
de se lever de leur chaise. La conscience du déficit ne se limite donc pas à un rapport uniquement
verbal. Deuxièmement, cette hypothèse ne rend pas compte des AHP par lésions gauche.
Finalement, même si le bras gauche paralysé est mis dans l’hémichamp ipsilésionnel, cette
manipulation permettant un accès à l’hémisphère non-lésé, le trouble n’est pas systématiquement
rapporté. En effet, Adair et al. (1997) observent, lors d’un test de Wada de l’hémisphère droit, que
d’une part les patients anosognosiques sont capables de lire un chiffre inscrit sur leur main gauche
(aptitude faisant appel à l’hémisphère gauche) et que, d’autre part, une « tentative » de bouger le
bras est plus efficace pour prendre conscience de la plégie que le fait d’amener le bras paralysé dans
l’hémichamp droit.
49
Introduction
1.9.7
La découverte du déficit selon Levine
Selon Levine (1990), l’interruption d’une voie motrice n’est pas associée à une expérience
phénoménologique directe et immédiate qui spécifierait ce déficit. Il doit être « découvert ». Aussi, la
conjonction d’un trouble sensitif (nécessaire mais non suffisant) et d’une atteinte cognitive (qui
empêcherait des stratégies de vérification) pourrait offrir les conditions d’apparition de l’AHP. Pour
Levine, la négligence spatiale peut faciliter l’émergence de l’AHP mais n’est pas nécessaire. Par
« atteinte cognitive », Levine entend une forme de confusion mentale qui génèrerait une incapacité à
former des jugements consistants et justes à propos de la plégie, une désorientation, une apathie, un
manque d’initiative et de curiosité ou enfin une incapacité à organiser ses activités pour vérifier ou
infirmer une hypothèse. Pour lui, les patientes de Babinski (pour lesquelles ce dernier écrit « il n’y
avait ni confusion mentale, ni fabulation, ni hallucination ») auraient tout de même présenté des
troubles fins du fonctionnement cognitif. Il précise que cette atteinte cognitive peut être parfois
subtile et ne pas ressortir à des tests simples d’orientation ou des fonctions exécutives régulièrement
utilisés. Dans une étude empirique (Levine et al., 1991), cette théorie semble être confirmée sur un
petit échantillon. Les six patients avec AHP ont tous des troubles de la sensibilité (toucher, douleur)
et en particulier de la proprioception. Ils présentent également des troubles exécutifs fins
(notamment du raisonnement et de la résolution de problème), ainsi que des moments de confusion.
Cette théorie est intéressante puisque c’est une des premières à impliquer plusieurs facteurs pour
expliquer l’anosognosie. Il existe cependant de nombreux cas de patients sans trouble de la
proprioception et sans détérioration mentale (Berti et al., 1996; Marcel et al., 2004; Small & Ellis,
1996). De plus, Hemphill & Klein (1948) ont décrit le cas d’un jeune patient de 42 ans avec tumeur de
l’hémisphère droit (en pariéto-occipital). Il présente dans un premier temps une hémiparésie gauche,
une apraxie de l’habillage et un sentiment proche de l’asomatognosie pour le bras gauche mais
montre une conscience de ses troubles. Le processus expansif prenant de l’ampleur, ses symptômes
s’aggravent jusqu’à un hémisyndrome gauche complet, dont le patient devient progressivement
anosognosique. Chez ce patient, même si une découverte initiale des premiers symptômes est
possible, elle ne suffit pas à maintenir cette nosognosie par la suite devant la progression de la
symptomatologie.
1.9.8
L’hypothèse du « Feedforward » de Heilman
Si un patient veut réaliser qu’il est paralysé, il doit en premier lieu avoir l’intention d’utiliser son bras
plégique. Aussi, selon Heilman et al. (1998), l’AHP pourrait simplement provenir d’une absence
d’intention de bouger. Il n’y aurait alors pas d’attente quant à un mouvement et donc pas de
50
Introduction
découverte de la plégie. L’ancienne croyance d’une bonne capacité motrice resterait ainsi inchangée.
Cette absence d’intention limitée à un hémicorps est mieux connue sous le nom de négligence
motrice ou hémi-akinésie. Cette notion fut introduite par Critchley (1953) pour décrire des patients
non-paralysés qui n’utilisaient plus du tout leur bras controlésionnel. De plus, lorsqu’ils devaient
pointer au plafond avec leur deux bras, seul le bras ipsilésionnel était élevé, relevant un phénomène
d’extinction motrice. La négligence motrice serait plus fréquente après lésion droite (Coslett &
Heilman, 1989) que gauche, ce qui serait compatible avec l’asymétrie hémisphérique de la
prévalence de l’AHP (voir section « 1.5 Epidémiologie »).
Gold et al. (1994) parviennent à une esquisse empirique de cette théorie. En effet, ils présentent un
patient avec AHP gauche qui montre une contraction bilatérale des muscles pectoraux lorsqu’il utilise
sa main droite mais qui ne montre aucune contraction en cas de tentative avec la main gauche. En
comparaison, un autre hémiplégique nosognosique, un patient négligent sans AHP et des contrôles
sains montrent tous une double contraction lors de mouvements du bras gauche. Chatterjee (1996)
rapporte trois cas de patients parlant rétrospectivement de leur phase d’AHP. Ils situent tous leur
prise de conscience au moment où ils ont eu l’intention de bouger leur bras (de leur propre initiative
ou après la demande d’un thérapeute). De même, dans l’étude d’Adair et al. (1997), lorsque le
clinicien demande explicitement aux sujets de bouger leur main gauche, quatre des quinze AHP
découvrent leur déficit moteur. Cette théorie pourrait donc s’appliquer à certains types d’AHP mais
n’est pas généralisable à tous les cas. Heilman et al. (1998) suggère que l’examinateur n’est peut-être
pas suffisamment explicite dans sa demande de mouvement pour les cas restants.
Cependant, il est fréquent d’observer des cas d’anosognosie de l’hémiparésie, où des mouvements
résiduels du bras gauche sont possibles et témoignent d’une intention motrice préservée. De plus,
Hildebrandt & Zieger (1995) rapportent la présence d’une réponse électromyographique dans
l’avant-bras gauche lors de tâches d’imagerie motrice du bras plégique chez un patient avec AHP. De
même, une activation des muscles proximaux gauche chez un patient avec AHP gauche a été
retrouvée par Berti et al. (2007). Enfin, l’étude de Fotopoulou et al. (2008b) observe que sans
intention motrice, les patients avec AHP peuvent réaliser que leur bras plégique ne bouge pas.
1.9.9
Les théories du contrôle moteur
Lors d’une intention de mouvement, notre cerveau génère les commandes motrices nécessaires à la
réalisation du geste désiré, selon les données perceptives liées à notre environnement. Cette
préparation au mouvement se situe à un niveau inconscient (Blakemore, Wolpert, & Frith, 2002).
51
Introduction
Parallèlement à ce processus, le système moteur crée une copie de la commande motrice, ou copie
« efférente », qui permet au cerveau de prédire à la fois les conséquences sensorielles (ou
« feedback ») durant l’exécution du mouvement, ainsi que le résultat attendu de la commande
motrice (Blakemore et al., 2002). Aussi, lors du mouvement, la copie « efférente » est constamment
comparée aux données sensorielles afférentes pour éventuellement ajuster la commande motrice en
cours et parvenir à atteindre l’état désiré. Ce processus de comparaison et d’adaptation est
également en grande partie inaccessible à la conscience, à moins que l’écart entre les prédictions et
l’état actuel soit suffisamment important (Fourneret & Jeannerod, 1998). Le résultat de l’action en
cours, selon qu’il est compatible avec nos buts initiaux ou non, est par contre une donnée consciente
(voir Figure 3).
But
= Comparaison
Etat
Désiré
Etat
Prédit
Commande
Motrice
Attentes
Sensitives
Etat
Actuel
Mouvement
Feedback
CONSCIENT
INCONSCIENT
Figure 3. Schéma de la théorie du contrôle moteur, adapté de Blakemore et al. (2002)
Selon que l’un ou l’autre composant de ce système du contrôle moteur dysfonctionne, différentes
anomalies de la conscience de l’action peuvent survenir (Frith, Blakemore, & Wolpert, 2000). Chez les
patients anosognosiques de leur hémiplégie, le feedback fait régulièrement défaut (soit parce que les
régions somatosensorielles sont atteintes, soit parce que le patient présente une négligence de
l’hémi-espace gauche). De ce fait, l’ « état actuel » du patient ne serait pas une donnée accessible
(voir Figure 4a). Par conséquent, l’état désiré ne pourrait être comparé qu’à l’état prédit et aucune
contradiction ne serait détectée. Le sentiment subjectif serait ainsi basé uniquement sur des
52
Introduction
prédictions, puisqu’aucune confrontation avec des informations externes ne pourrait aboutir. Cette
limitation de l’appréciation de son état pourrait conduire à l’AHP (Frith et al., 2000).
Cette hypothèse est intéressante mais elle reste très théorique et n’a pas fait l’objet de confirmation
empirique chez les anosognosiques. Elle ne permet pas d’expliquer d’autres formes d’anosognosie
que l’AHP (pour la sensibilité ou la mémoire par exemple). De plus, certains patients n’ont pas de
troubles sensitifs ou de négligence mais persistent à ne pas reconnaître leur déficit moteur (Berti et
al., 2005).
But
But
= Comparaison
Etat
Désiré
= Comparaison
Etat
Désiré
= Incapacités engendrées
par la lésion
= Incapacités engendrées
par la lésion
Etat
Prédit
Commande
Motrice
Attentes
Sensitives
Etat
Prédit
Commande
Motrice
Attentes
Sensitives
Etat
Actuel
Mouvement
Feedback
Etat
Actuel
Mouvement
Feedback
Résiduel
CONSCIENT
INCONSCIENT
CONSCIENT
Figure 4a. Interférences liées à l’AHP selon Frith et al. (2000)
INCONSCIENT
Figure 4b. Interférences liées à l’AHP selon Berti & Pia (2006)
Berti & Pia (2006) reprennent le modèle du contrôle moteur de Frith et al. (2000) et insistent sur le
rôle déterminant du système comparateur, censé contrôler la congruence entre l’état prédit (selon la
programmation motrice initiale) et l’état actuel (basé sur les feedbacks somatosensoriels et visuels).
Selon ces auteurs, c’est grâce à ce module-comparateur qu’une conscience du mouvement (de sa
réussite ou de son échec) serait finalement possible. Une dysfonction de ce module serait ainsi
responsable de l’AHP et empêcherait la détection d’incongruences entre les feedback attendus et les
feedback réellement perçus (voir Figure 4b). Les patients avec AHP auraient ainsi une intention
motrice préservée et des représentations correctes concernant le mouvement désiré et le
mouvement prédit mais ils ne seraient pas conscients des différences entre ces prédictions et le
mouvement réellement effectué (Berti et al., 2007). Aussi, l’intention de bouger suffirait pour avoir
un sentiment subjectif d’avoir réellement effectuer le mouvement. Les mécanismes cérébraux à la
base des prédictions et du module-comparateur sont toujours débattus, mais il se pourrait que les
aires prémotrices (BA 6 et 44) soient impliquées (Berti et al., 2005). D’ailleurs, Fink et al. (1999)
53
Introduction
observent une implication des régions dorso-latérales du cortex préfrontal droit lors de conflit entre
l’état prédit et l’état actuel, indépendamment de la main utilisée pour effectuer des mouvements
simples. Quant à l’intention motrice, elle serait dépendante de l’aire motrice supplémentaire, une
région fréquemment épargnée chez les patients avec AHP (Berti et al., 2005).
Même si cette hypothèse est compatible avec les troubles présentés par certains anosognosiques,
elle ne permet pas de rendre compte de l’absence de réaction des patients avec AHP face aux
conséquences inexistantes de leur action. En effet, lorsqu’on leur demande de bouger un objet avec
leur membre plégique ou lorsqu’il tente de couper leur viande, ils devraient constater que quelque
chose cloche puisque l’objet n’a pas changé de place ou que la viande est toujours en un seul
morceau (comparaison entre l’état désiré et l’état actuel).
Par ailleurs, les patients avec lésion unilatérale du cortex moteur et atteinte motrice peuvent encore
bien estimer le temps que prendra un mouvement avec leur membre sain et leur membre parétique
(Sirigu et al., 1996). Par contre, les patients avec lésion du cortex pariétal droit ont de mauvaises
estimations pour leur membre parétique, qu’ils évaluent comme leur membre sain. Ces données
montrent que des lésions pariétales droites (fréquemment retrouvées chez les patients avec AHP)
pourraient empêcher d’adapter les prédictions motrices en fonction de la situation actuelle et forcer
le recours aux croyances antérieures sur les capacités du membre. La commande motrice pourrait
donc être déjà biaisée.
1.9.10
Le « Conscious Awareness System »
Existe-t-il un module cérébral spécifique à la conscience ? C’est l’hypothèse que formule McGlynn &
Schacter (1989) avec leur modèle « Dissociable Interactions and Conscious Experience » (DICE). Cet
essai théorique propose que l’expérience consciente d’une fonction (comme le langage, la mémoire,
la sensibilité, la motricité) requiert l’activation d’un système spécifique à la conscience (« Conscious
Awareness System (CAS) »), bien distinct de ces fonctions mais qui interagit étroitement avec elles.
Ce système recevrait ses input directement des zones de traitement dévolues à chaque fonction (ou
modules), lorsque celles-ci détecteraient des changements importants de leur activité et serait
localisé dans le lobule pariétal inférieur (voir Figure 5). Le CAS serait ensuite directement relié à un
système exécutif, d’organisation hiérarchiquement plus complexe, qui serait impliqué dans
l’initiation, l’intégration, l’organisation et la surveillance (ou « monitoring ») de séquences complexes
d’idées et d’actions. Ce système superviseur serait localisé dans les régions frontales (Stuss &
Benson, 1986).
54
Introduction
Une dysfonction à chaque niveau de ce modèle pourrait engendrer une perte de conscience
particulière (Schacter, 1990). Une lésion ou une déconnexion entre les modules et le CAS entraînerait
une perte spécifique de conscience pour cette fonction, alors qu’une lésion du CAS lui-même (lobe
pariétal) aurait pour conséquence une perte de conscience pour toutes les fonctions modulaires et
entraînerait une anosognosie globale.
Comportement
Modules :
Motricité
Sensibilité
Vision
Langage
CAS
(Lobule pariétal inférieur)
Mémoire
Système Exécutif
(Lobe frontal)
Figure 5. Schéma du « Conscious Awareness System » (CAS), adapté de Schacter (1990)
Enfin, une atteinte du système exécutif (lobe frontal) ou de ses connexions avec le CAS engendrerait
une altération de la conscience, non pas d’une fonction en particulier, mais, faute de pouvoir être
intégrée et bénéficier de la supervision du système exécutif, de son impact dans les activités de la vie
quotidienne (Langevin & Le Gall, 1999). Une dysfonction à ce niveau serait également à l’origine
d’une perte de conscience de fonctions plus complexes ou « supramodulaires » (ex. résolution de
problèmes, intégration d’informations et/ou changements sociaux, comportementaux ou de
personnalité). Les troubles frontaux pourraient également empêcher d’inhiber le recours à
d’anciennes croyances sur ses capacités. Une déconnexion ou une atteinte directe du système de
mémoire pourrait aggraver et faire perdurer un état anosognosique.
Si les connexions entre les modules et le CAS sont atteintes, il est possible que les informations des
modules influencent tout de même le comportement, sans qu’il y ait une conscience de cette
55
Introduction
influence (Schacter, 1990). C’est le cas des amnésiques qui montrent une mémoire implicite de
certains évènements, des prosopagnosiques qui montrent des réponses électrodermales faces à des
visages familiers qu’ils ne peuvent consciemment reconnaître, des patients avec cécité corticale qui
peuvent déterminer la localisation d’une stimulation sans pouvoir la reconnaître, ou alors des
patients avec AHP qui restent à l’hôpital malgré le fait qu’ils ne peuvent pas en connaître les raisons.
Les auteurs reconnaissent que ce modèle ne s’applique pas à toutes les formes d’anosognosie et
n’offre pas d’explication à l’asymétrie hémisphérique de la prévalence de l’AHP. De plus, de larges
lésions (notamment lors des tests de Wada) peuvent amener à des anosognosies assez sélectives,
avec par exemple une AHP mais une prise de conscience des déficits langagiers (Breier et al., 1995),
alors que le modèle prédirait une anosognosie globale.
Toutefois, le modèle « DICE » est intéressant puisqu’il tente de rendre compte du phénomène
anosognosique dans son ensemble (et pas uniquement de l’AHP) et permet d’expliquer de
nombreuses dissociations observées cliniquement, notamment le fait que l’anosognosie peut être
spécifique à un trouble et pas à un autre. Il offre également une assise théorique à la connaissance
implicite du déficit.
1.9.11
Le modèle ABC
Selon Vuilleumier (2004), la découverte d’un changement de notre état (notamment l’apparition
d’une hémiplégie) requiert la conjonction de 3 opérations essentielles : l’appréciation du déficit, la
vérification des informations en cas d’incertitude et enfin la modification des anciennes croyances
relatives à la fonction touchée. Selon ce modèle, nommé ABC (en référence à « Appreciation »,
« Belief » and « Check »), différents degrés d’atteintes de chacune de ces opérations pourraient
aboutir à l’AHP. Un trouble de l’appréciation du déficit peut être causé par de nombreux facteurs,
dont le « cocktail » exact pourrait varier selon les cas : trouble de la sensibilité, diminution de la
proprioception, phénomène de complétion ou d’extinction, négligence ou illusion kinesthésique.
Cependant, de telles déficiences neurologiques et neuropsychologiques ne sauraient à elles seules
générer une AHP. Une association avec une altération des mécanismes de vérification des
informations en cas de doute et/ou une incapacité à modifier les croyances relatives à la fonction
touchée serait nécessaire. Bien que ce modèle soit un des premiers à prosposer un cadre explicatif
souple, où différentes associations de troubles peuvent amener à l’AHP, il reste spéculatif et dans
l’attente d’une confirmation empirique.
56
Introduction
1.9.12
La théorie des deux facteurs
A l’instar de Levine (1990), le modèle de Davies et al. (2005) propose une interprétation bi-factorielle
de l’anosognosie. Pour ces auteurs, l’anosognosie peut être assimilée à un délire. Ce délire
découlerait de la conjugaison de deux facteurs, le 1e étant la source d’une expérience inhabituelle et
le 2e faussant son interprétation et/ou empêchant son intégration. Aussi, dans le cas de l’AHP, un
trouble neurologique ou neuropsychologique (le 1e facteur) va rendre difficile la découverte du
déficit moteur alors que le 2e facteur va empêcher l’utilisation d’informations externes pour
interpréter cette situation et remettre à jour les croyances. Cette proposition est en fait très proche
du modèle ABC de Vuilleumier (2004).
Comme dans la théorie de Levine (1990), le premier facteur pourrait être un déficit de
proprioception et le deuxième une confusion. Cependant, le premier facteur serait susceptible de
changer d’un patient à l’autre : un déficit somatosensoriel, une négligence visuo-spatiale, un
problème d’intention motrice ou des troubles de mémoire. Quant au 2e facteur, il s’agirait, selon les
auteurs, d’un trouble du « monitoring » des croyances, qui entraverait leur évaluation, leur
vérification, leur éventuelle modification ou leur intégration. Un trouble important de mémoire
antérograde pourrait également jouer le rôle du 2e facteur (Cocchini et al., 2002). Ces troubles
cognitifs seraient très spécifiques et auraient pu échapper à de nombreux auteurs lorsqu’ils ont
mesuré l’efficience intellectuelle et les fonctions exécutives de leurs patients au moyen des tests
habituels (voir aussi Levine, 1990).
D’ailleurs, dans une étude sur neuf patients avec AHP (Davies et al., 2005), l’unique tâche permettant
de différencier les anosognosiques des nosognosiques est une tâche de mémoire de travail. Les deux
groupes ne montrent pas de différence au niveau de la mémoire épisodique ou des capacités
attentionnelles. Avec cette étude, les auteurs veulent montrer que certains troubles ont pu être
sous-estimés ou ignorés dans les autres études, par des évaluations trop générales ou trop
sommaires. La principale qualité de cette théorie et de celle de Vuilleumier (2004) est qu’elles ne
proposent pas des facteurs fixes pour expliquer l’AHP mais qu’elles laissent la place à une certaine
variabilité, correspondant à la complexité clinique du syndrome anosognosique.
1.9.13
Un modèle animal de l’anosognosie ?
Même si l’anosognosie ne peut être étudiée en tant que telle chez les animaux, principalement en
raison de leur incapacité à communiquer verbalement un déficit, certains chercheurs (Smith, Shields,
Schull, & Washburn, 1997) se sont intéressés à la métacognition des singes rhésus. Dans une tâche
57
Introduction
de discrimination visuelle, le stimulus cible est soit intact, soit modifié par différents niveaux de
bruitage (il est ainsi reconnaissable à différents degrés). Les animaux ont trois choix de réponses :
une commande pour indiquer que le stimulus est complet, une pour indiquer qu’il est bruité et une
dernière qui signale qu’ils évitent de répondre. Si la réponse est juste, les singes gagnent une
récompense (nourriture) et s’ils se trompent, ils doivent attendre un long moment avant de pouvoir
tenter à nouveau la tâche. L’utilisation de la troisième commande donne toujours une récompense
mais celle-ci est décalée dans le temps, d’une durée proportionnelle à sa fréquence d’utilisation.
Dans cette tâche, les animaux se comportent de façon assez analogue aux humains. En situation de
certitude totale (bruitage maximum ou sans bruitage), ils utilisent les commandes appropriées. Par
contre, dans les situations d’incertitude, où le bruitage est très faible, ils préfèrent actionner la
troisième commande, sacrifiant ainsi un peu de temps avant la récompense, pour être sûrs de
l’obtenir. Ces comportements pourraient ainsi témoigner d’une métacognition chez ces singes,
puisqu’ils peuvent, à l’instar des humains, indiquer qu’ils n’ont pas assez d’éléments pour donner
une réponse.
Malheureusement, ce domaine d’étude n’intéresse que peu de chercheurs en neurobiologie et des
recherches plus spécifiques doivent encore être entreprises pour établir un pont entre le monde
animal et les phénomènes anosognosiques.
1.9.14
Les hypothèses récentes
Même si la plupart des publications récentes sont des revues de la littérature ou des méta-analyses,
quelques nouveaux champs de recherche sont tout de même apparus au cours des dernières années.
Le « reality monitoring » est la faculté de discerner entre la réalité perçue par nos sens et notre
propre représentation de cette réalité. Grâce à cette capacité, une délimitation claire peut être
perçue entre des évènements que nous avons réellement vécus et des scénarios que nous avons
imaginés ou rêvés. Cette faculté pourrait être défaillante chez les AHP (Johnson, 1991). En effet, les
AHP présentent fréquemment des troubles somatosensoriels et des troubles attentionnels qui
appauvrissent l’expérience phénoménologique et par conséquent sa trace mnésique. Cette
diminution de la vivacité des souvenirs pourrait créer des confusions entre des évènements vécus et
des évènements imaginés, dans le sens où des scénarios imaginés seraient pris pour des expériences
s’étant réellement déroulées. Aussi, lorsque le patient doit bouger son bras (sur demande du
clinicien), même s’il n’y arrive pas, il s’imagine le faire. Plus tard, en y repensant, il croira qu’il a
réellement fait un mouvement il y a quelques instants.
58
Introduction
Dans une tâche simple de reconnaissance, où les patients doivent indiquer s’ils ont vu des photos ou
s’ils ont dû imaginer un objet, les anosognosiques ont tendance à rapporter un objet imaginé comme
un objet vu sur photos (Jenkinson, Edelstyn, Drakeford, & Ellis, 2009a). Dans une autre expérience,
les patients doivent exécuter, imaginer ou observer des mouvements simples. Dans une deuxième
phase, ils doivent rapporter dans quelle condition s’inscrivait chaque mouvement. Les patients
anosognosiques montrent ici des difficultés à retrouver comment a été présenté chaque
mouvement, mais cette fois-ci sans pattern spécifique d’erreur (Jenkinson et al., 2009a).
Les représentations motrices des patients avec AHP ont également été investiguées par Jenkinson et
al. (2009b). Les auteurs rapportent que ces représentations sont relativement préservées chez ces
patients. En effet, lorsqu’ils doivent choisir entre plusieurs orientations possibles de mains lors de
gestes d’agrippement, les patients avec AHP ont tendance à simuler les saisies de façon appropriée,
même si leur performance est légèrement moins bonne que celle de sujets contrôles.
Ces nouvelles pistes de recherche montrent que le phénomène anosognosique comporte toujours de
nombreux points d’interrogation et qu’il peut encore être abordé avec un œil nouveau.
1.9.15
Le « bon » modèle ?
Ce tour d’horizon des principales hypothèses explicatives de l’AHP expose des propositions très
variées. Celles-ci englobent de nombreux champs de recherches, de la neurologie à la psychologie,
en passant par la neuropsychologie, sans qu’une cohérence puisse véritablement émergée au fil des
théories ou associations présentées. Cette variété est importante car il n’y a encore pas,
actuellement, de modèle suffisamment satisfaisant pour rendre compte de toute la diversité des
phénomènes anosognosiques (Marcel et al., 2004; Venneri & Shanks, 2004). Les différents auteurs ne
se montrent d’ailleurs pas « virulents » les uns envers les autres, sachant que leur propre théorie
n’est pas infaillible. En effet, chaque théoricien a dû se confronter à un moment ou à un autre à des
patients qui montraient des dissociations remettant en cause la validité de son modèle. Les
propositions plus récentes (Davies et al., 2005; Vuilleumier, 2004) ont tenté d’intégrer cette
complexité en proposant des conceptions multifactorielles de l’AHP mais une validation empirique
fait encore défaut. Aussi, la nature exacte et l’importance de ces facteurs restent encore à
déterminer.
59
Introduction
1.10
Nos propres recherches
Lors de ce travail de doctorat, quatre différents objectifs ont été poursuivis : 1) identifier de manière
systématique quels sont les déficits neurologiques, psychologiques et neuropsychologiques associés
à l’AHP, à différentes phases après un AVC et en dégager ceux qui pourraient perturber
l’appréciation du déficit par le patient (composante « A » du modèle ABC), 2) établir de façon
rigoureuse les corrélats neuro-anatomiques associés à l’AHP, 3) déterminer la capacité des patients
avec AHP à générer et ajuster des croyances, même lorsque celles-ci n’ont pas de rapport avec la
paralysie (composante « B » du modèle ABC), 4) examiner la dispostion des patients avec AHP à
détecter et à réagir à des erreurs (composante « C » du modèle ABC).
Dans la première étude, notre intention était de mieux cerner la constellation de déficits associés à
l’AHP et surtout d’observer leur variation dans le temps. Pour ce faire, nous avons évalué l’AHP de
façon prospective sur un large nombre de patients avec lésions hémisphériques droites. Afin
d’étudier son évolution, l’AHP fut évaluée à trois reprises, depuis l’apparition des premiers
symptômes jusqu’à sa forme chronique, en passant par le séjour à l’hôpital. Les associations
éventuelles entre l’AHP et d’autres troubles ont été investiguées lors de ces trois périodes avec une
large palette de tests neurologiques, neuropsychologiques et psychologiques. Un intérêt particulier a
également été porté aux corrélats neuro-anatomiques de l’AHP. Pour ce faire, nous avons choisi une
approche informatisée permettant de prendre en compte la sévérité de l’AHP pour pondérer les
lésions de chaque patient et définir une relation statistique avec les symptômes.
En parallèle à cette recherche prospective, nous nous sommes intéressés lors d’une deuxième étude
au système de croyances des patients anosognosiques. En particulier, nous avons voulu savoir
comment de nouvelles croyances sans rapport direct avec une fonction motrice étaient crées en
situation d’incertitude et dans quelle mesure elles pouvaient être modifiées en cas d’incohérence.
Notre troisième étude concerne les mécanismes cérébraux de la « détection d’erreur ». Cette
détection donne lieu à une réponse cérébrale facilement repérable avec des outils
neurophysiologiques comme l’électroencéphalogramme (EEG). Nous avons ainsi essayé d’adapter ce
champ de recherche à l’anosognosie. En effet, les patients anosognosiques pourraient présenter un
manque de conscience d’un déficit car les mécanismes qui amènent à la détection d’une erreur
seraient dysfonctionnels. Il n’y aurait ainsi aucun message d’erreur qui leur signifierait que leur bras
n’a pas bougé. Nous avons développé un nouveau paradigme, adapté à une population de patients
60
Introduction
cérébro-lésés et validé chez une population contrôle. Une application de cette procédure à des
patients avec AHP n’a pas encore été réalisée, faute de recrutement. Seule une patiente sans AHP a
été étudiée pour l’instant. La détection d’erreur a également était approchée de façon plus
fondamentale lors d’une quatrième étude, en considérant pour la première fois les effets de
différents niveaux d’erreurs sur l’amplitude des composantes neurophysiologiques associées.
Ces quatre études sont rapportées en détail dans la section suivante (« 2. Recherches »), dans un
format similaire à celui en vigueur pour des publications scientifiques. Une de ces recherches a
d’ailleurs déjà été acceptée dans une revue. Une partie introductive est à chaque fois incluse et
comprend donc quelques redondances avec cette introduction générale.
61
62
Recherches
63
64
2.1
Etude 1
Anosognosia for hemiplegia :
a clinical-anatomical prospective study
(Article en préparation)
Auteurs
Roland Vocat, Fabienne Staub, Tiziano Stroppini et Patrik Vuilleumier
65
Recherches - Etude 1
Abstract
Anosognosia for hemiplegia (AHP) is a common and striking disorder following stroke. Because it is
typically transient and variable, it remains poorly understood and has rarely been investigated at
different times in a systematic manner. Our study evaluated a prospective cohort of 337 patients
with right-hemisphere stroke, among whom 58 patients with significant motor deficit of the left
hemibody were examined on a comprehensive neuropsychological battery at three days
(Hyperacute), one week (Subacute), and six months (Chronic) after stroke onset. AHP was very
frequent in the Hyperacute phase (32%), but reduced by almost half one week later (18%), and only
rarely seen at 6 months (5%). AHP was correlated with the severity of several other deficits, most
notably losses in proprioception, extrapersonal spatial neglect, and disorientation. While multiple
regression analyses highlighted proprioceptive loss as the most determinant factor for the
Hyperacute period, but visuo-spatial neglect and disorientation as more determinant for the
Subacute phase, patients with both proprioceptive loss and neglect had significantly higher incidence
of AHP than those with only one deficit or none (although a few double dissociations were observed).
Personal neglect and frontal lobe tests showed no significant relation with AHP; nor did psychological
traits such as optimism and mood. Moreover, anosognosia for neglect and prediction of performance
in non-motor task were unrelated to AHP, suggesting distinct monitoring mechanisms for each of
these domains. Finally, by using a voxel-based statistical mapping method to identify lesions
associated with a greater severity of anosognosia, we found that damage to the anterior insula and
adjacent subcortical structures was determinant for AHP in the Hyperacute period, while additional
lesions in premotor cortex, cingulate gyrus, parieto-temporal junction, and medial temporal
structures (hippocampus and amygdala) were associated with the persistence of AHP in the Subacute
phase. Taken together, these results suggest that AHP is likely to reflect a multi-componential
disorder due to lesions affecting a distributed set of brain regions, which can lead to various deficits
in sensation, attention, interoceptive bodily representations, motor programming, error monitoring,
memory, and even affective processing, possibly with different combinations in different patients.
66
Recherches - Etude 1
1. Introduction
1.1 Generalities
Anosognosia (a: without; noso: disease; gnosia: knowledge) refers to a lack of awareness of motor,
visual, or cognitive impairments in patients with neurological disease (Berti et al., 1996). This striking
phenomenon has been described in various conditions such as hemiplegia, hemianopia, cortical
blindness, neglect, prosopagnosia, amnesia, aphasia, and dementia (Bogousslavsky & Clarke, 1998;
Vuilleumier, 2000). Historically, the term was introduced by Babinski (1914) to refer to the loss of
awareness of hemiplegia. Anosognosia for hemiplegia (AHP) is very common after Subacute stroke
(Baier & Karnath, 2005) and correlates with poor long-term outcome (Gialanella & Mattioli, 1992;
Hartman-Maeir et al., 2001). However, the neurological, cognitive, and psychological factors
contributing to AHP remain unclear. Previous studies have not identified a consistent pattern of brain
lesion or dysfunction (Vuilleumier, 2004), except for a more frequent occurrence after right than left
hemisphere damage (Jehkonen et al., 2006). A similar right-hemisphere predominance has been
observed during WADA tests (Breier et al., 1995; Carpenter et al., 1995). Recent attempts to
determine more precise neuroanatomical substrates have reported conflicting results, pointing to a
critical role of the posterior insula (Baier & Karnath, 2008; Karnath et al., 2005) or the frontal
premotor cortex (Berti et al., 2005), but the reasons for such discrepancies remain unclear.
Past neuropsychological studies suggest that AHP might not be a unitary phenomenon, since many
forms and degrees are encountered (Vuilleumier, 2000). It can be manifested independently at the
verbal and non-verbal behavioral levels, such that a patient who verbally denies his hemiplegia may
nevertheless behave adequately, for example by staying in bed. Conversely, other patients can
verbally admit their handicap but act as if it did not exist (Berti et al., 1996; Ghika-Schmid, van Melle,
Guex, & Bogousslavsky, 1999). In addition, anosognosia can be selective, some patients being
unaware of one deficit while correctly recognizing another disabling impairment (Bisiach &
Geminiani, 1991). Some patients may recognize their deficit but show a lack of concern or interest
(anosodiaphoria: Babinski, 1914) as well as bizarre attitudes or beliefs concerning their paralyzed
limb, such as a feeling of non-belonging (asomatognosia) or delusional interpretations (e.g.
somatoparaphrenia, Gerstmann, 1942; misoplegia, Critchley, 1962). Furthermore, AHP is typically an
acute phenomenon and often tends to disappear within a few hours or days after stroke onset, even
though it can exceptionally persist after the first three months (Heilman et al., 1998). This may not
only explain the rarity of systematic investigations in large samples, but also account for some
divergence between previous studies, and hamper direct comparisons between more detailed single-
67
Recherches - Etude 1
case studies conducted at different time post-stroke onset. To our knowledge, no study has
investigated patients from an early Hyperacute stage (< 3 days), when AHP is the most common, to
subsequent Subacute and Chronic stages, when AHP has abated.
1.2 Anosognosia for hemiplegia: theoretical issues
Many theories and speculations have been proposed to explain AHP over the last hundred years, but
no definitive and synthetic account has yet emerged. Several influential hypothesis were put forward
on the basis of single case studies (Babinski, 1914; Gold et al., 1994; Heilman, 1991; Ramachandran,
1995), or on purely speculative grounds (Frith et al., 2000; McGlynn & Schacter, 1989). The lack of
unified theory suggests that a single general mechanism is unlikely, and that AHP may constitute a
heterogeneous collection of disturbances (Marcel et al., 2004), and/or a multi-componential disorder
(Vuilleumier, 2004) affecting bodily awareness.
A critical role for sensory deafferentation, especially severe proprioceptive loss, was already
proposed by Babinski (1914). However, this explanation has proved insufficient since several studies
have reported dissociations between AHP and anesthesia (Bisiach et al., 1986b; Cutting, 1978; Marcel
et al., 2004) or proprioceptive loss (Small & Ellis, 1996; Willanger et al., 1981). Likewise, AHP is not
reliably correlated with the severity of motor weakness (Marcel et al., 2004; Small & Ellis, 1996;
Starkstein et al., 1992).
More recently, Heilman and collaborators (Heilman, 1991; Heilman et al., 2000) proposed a
“feedforward” or intentional theory of AHP. This influential hypothesis suggested that a unilateral
loss of motor intention for the affected limb (Heilman et al., 2000) might disrupt some “feedforward”
signals that mediate internal representations of motor actions and convey a subjective sensation of
volitional effort: in the absence of such intention signals, internal comparator processes will fail to
detect a mismatch between the desired and the performed motor action, and hence the patient will
fail to experience paralysis. In support of this idea, Gold et al. (1994) reported a single patient with
left hemiplegia and AHP in whom electromyography (EMG) recordings showed no contraction of
pectoral muscles during attempts to move the left arm, although these trunk muscles receive
bilateral innervations and should contract even in the presence of unilateral limb paralysis. However,
EMG measures in another patient with AHP found intact muscle activation during mental imagery of
bimanual actions (Hildebrandt & Zieger, 1995). Therefore, impaired intentional motor mechanisms
may not be sufficient, or such deficit may arise in some patients only.
68
Recherches - Etude 1
The presence of confusion and/or cognitive dysfunction has been mentioned by several authors as a
prerequisite for anosognosia, although the exact nature of such dysfunction has remained unclear or
inconsistent. Weinstein & Kahn (1950) reported that their anosognosic patients were always
disoriented. Levine (1990) formulated a “discovery theory” of AHP according to which various
cognitive deficits might contribute to denial by preventing the detection of limb weakness when
combined with proprioceptive or sensory loss. However, the existence of AHP in patients with no
confusion and relatively preserved mental capacities was emphasized very early on (Babinski, 1914;
Joltrain, 1924), indicating that the disorder might result from a more specific cognitive impairment
rather than from global mental dysfunction (Bisiach & Geminiani, 1991; McGlynn & Schacter, 1989).
An important cognitive deficit that might contribute to AHP is spatial neglect. Several studies found a
strong association between the two disorders (Feinberg, 1997 ; Vuilleumier, 2000). A suppression of
perceptual experience for one hemispace and/or hemibody due to spatial neglect might arguably
impair the “discovery” of the deficit, and vestibular stimulation can induce a transient recovery from
both AHP and neglect (Cappa et al., 1987; Rode et al., 1992). However, a number of findings
demonstrate that AHP is not simply a manifestation of spatial neglect. Firstly, dissociations between
the two conditions have been reported (Berti et al., 2005; Bisiach et al., 1986b; Dauriac-Le Masson et
al., 2002; House & Hodges, 1988; Small & Ellis, 1996). Secondly, most patients with AHP and left
neglect still deny their weakness even when the affected limb is shown in the intact right side of
space (Lu et al., 2000). Finally, some patients who present with AHP during Wada test and righthemisphere anesthesia do not necessarily develop neglect (Adair et al., 1995a). Nevertheless,
personal neglect or asomatognosia (rather than extrapersonal neglect) might constitute more
specific forms of unawareness for one’s own body parts that could contribute to AHP (Adair et al.,
1995a; Baier & Karnath, 2008).
An association with frontal lobe deficits (i.e., motor impersistence, mental flexibility, shifting
abilities,…) has also occasionally been observed, raising the question of their causal implication in
AHP (Starkstein et al., 1992). In a recent study, Marcel and colleagues (2004) specifically tested the
hypothesis of deficient mental flexibility, using classical executive tests together with new
procedures to assess self-monitoring abilities. Patients were asked to evaluate their own
performance, based on expectations and observed outcome, for both mental and sensorimotor
tasks. Results showed no significant association between AHP and scores on classic frontal-lobe tests,
but patients with AHP exhibited a marked overestimation of their performance before execution,
suggesting that such estimation may rely on premorbid expectations and beliefs rather than on
actual state. Moreover, when self-estimation was probed again after actual execution of the task (or
69
Recherches - Etude 1
attempt to do so), patients with left hemisphere lesions usually corrected their initial overestimation
while patients with right hemisphere lesions showed insufficient adjustment of their first judgment.
In any case, the fact that some patients may deny a deficit while recognizing another neurological
problem suggests that their lack of awareness is not associated with a general alteration of mental
flexibility, but may rather involve a more specific ability to adjust knowledge and behavior based on a
direct “first-person” experience (Marcel et al., 2004; Vuilleumier 2004).
Anosognosia has also been considered as an unconscious defense mechanism allowing patients to
ignore the distress caused by their illness. Indeed, anosognosic behavior may occur in other nonneurological conditions such as coronary infarction and cancer (Caplan & Shechter, 1987). Even
healthy people often show a “natural optimistic bias” (Beatrice & Brugger, 2002; Diener & Diener,
1996). Thus, Weinstein and Kahn (1955) suggested that AHP might reflect a psychologically
motivated denial, due to premorbid personality traits and emotional factors. Other evidence
suggests some covert knowledge and effortful inhibition of attention towards deficit-related
information (Nardone et al., 2007). However, several clinical observations do not support
psychological defense as a major causal mechanism in most cases. Anosognosia is for example almost
never associated with peripheral neurological disorders that also lead to invalidating paralysis.
Furthermore, anosognosia can dissociate between different limbs and deficits within the same
patient. The transient disappearance of denial during vestibular stimulation (Cappa et al., 1987; Rode
et al., 1992) is also difficult to explain with purely psychological factors. Finally, several studies failed
to identify specific premorbid personality traits in patients with AHP (Levine et al., 1991; Small & Ellis,
1996; Starkstein et al., 1992). Nevertheless, the role of emotional and motivational factors associated
with anosognosia still remains to be more fully explored. Babinski himself noted the relationship
between AHP and lack of affective concern (anosodiaphoria). Weinstein and Kahn (1955) emphasized
a reduced anxiety, lack of catastrophic reactions and affable attitudes. Other emotional changes have
often been reported, including inappropriate cheerfulness and jocularity (Gainotti, 1972), apathy
(Cutting, 1978; Levine et al., 1991), but also depression (Starkstein et al., 1990; Starkstein et al.,
1992). It is possible that some brain lesions may alter emotional processes implicated in selfmonitoring and adjustment to illness (Vocat & Vuilleumier, 2009; Vuilleumier, 2004), but the exact
nature of these changes is unknown.
Still another cognitive model was proposed by McGlynn and Schacter (1989) who postulated that
anosognosia could result from any disruption between sensorimotor or perceptual modules, on the
one hand, and the posterior “conscious awareness system” (CAS) or the “anterior executive system”,
respectively involving parietal and frontal association cortices, on the other hand. Accordingly,
70
Recherches - Etude 1
unawareness of perceptual and motor deficits (e.g. AHP) would occur after parietal-lobe damage,
whereas unawareness of more complex deficits (e.g. problem solving or memory information) would
result from prefrontal damage. However, this framework does not easily account for the fact that
patients with AHP are often not simply unaware, or “disconnected” from, their hemibody
impairment, but also seem strikingly “reluctant” (or unable) to accept their failure even when directly
confronted during clinical examination (Barré et al., 1923; Critchley, 1953). The mechanism for this
“resistance” has still to be elucidated, and may relate to additional damage to self-monitoring
systems.
Finally, in keeping with the “discovery” theory (Levine, 1990), it has recently been proposed that AHP
may not result from a single cognitive deficit, but rather constitute a heterogeneous collection of
disturbances (Marcel et al., 2004), or a multi-componential disorder due to the synergetic effects of
distinct deficits (Davies et al., 2005; Vuilleumier, 2004) Thus, various kinds of impairments might
affect a set of appreciation, belief, and check abilities (ABC model; Vuilleumier, 2004), or involve a
combination of abnormal experience and delusional interpretation (Davies et al., 2005). Impaired
appreciation might result from various deficits altering the subjective experience of a given function
(e.g. moving), due to sensory deafferentation, neglect, completion, or phantom sensation, but AHP
would emerge only when additional deficits in belief and check systems prevent the verification and
discounting of the distorted experiential evidence, and/or lead to delusional interpretations.
Whether such verification and reality monitoring abilities rely on specific neural substrates
associated with error detection and uncertainty monitoring still remains unresolved ((Vocat &
Vuilleumier, 2009)).
1.3 Our research
The current study concentrated on AHP only, because it is perhaps the most common and most
impressive form of anosognosia. Our aim was to evaluate the incidence, clinical presentation, timecourse, and neuroanatomical correlates of AHP in a large, unselected, cohort of patients with left
hemiplegia following right-hemisphere (RH) damage. For the first time, to our knowledge, we
investigated patients with RH stroke in a systematic battery of tests at different time-points, using a
prospective protocol from the Hyperacute (< 3 days) and Subacute (7-10 days) stage after stroke until
the more Chronic stage (6 months). Specifically, we sought to determine whether AHP was
associated with any consistent pattern of clinical and anatomical features, by testing
for (1)
elementary neurological and neuropsychological disorders; (2) mood and affective disturbances; (3)
time-course of the symptoms; (4) anatomical sites of lesions.
71
Recherches - Etude 1
2. Material and methods
2.1 Recruitment of patients
We prospectively screened all patients who were admitted to Lausanne or Geneva University
Hospitals after a first focal stroke (hemorrhagic or ischemic), for a 18 month period (October 2005 to
April 2007). Because many left hemisphere-damaged patients have language problems that could
disrupt their understanding or performance during testing, we recruited only patients with righthemispheric stroke and clinically significant left motor symptoms. Patients without objective motor
deficits were not further studied. We also excluded patients with neurological or psychiatric history,
as well as those who could not be assessed appropriately (major confusional state, severe clouding of
consciousness, or uncontrollable agitation). Overall, these criteria yielded a total of 58 patients
included, out of a total of 337 right brain-damaged patients. Informed consent to participate was
obtained from the patients or their relatives according to the regulation of the local Ethic Committee.
A first evaluation was performed during the first three days after stroke (Hyperacute phase), while a
second assessment took place about one week later (7 to 10 days, Subacute phase), and a third final
one was obtained 6 months post stroke (Chronic phase). A paper-sample of the Subacute evaluation
can be found in the “Annexes” section.
2.2 Assessment in the Hyperacute and Subacute phases
A wide range of tests was administered to investigate awareness of the motor deficit, but also
several neurological (e.g. motricity, proprioception, vigilance), neuropsychological (e.g. neglect,
memory, mental flexibility), and psychological (e.g. mood, personality) factors that might contribute
to AHP. All tests were chosen to be given at the bedside to all patients, across a wide range of stroke
severity. However, to maximize sensitivity, some of the tests differed at the different assessment
phases (see below).
2.3 Awareness testing
To take into account the variability of AHP, we employed two separate scales to measure awareness
of motor deficits at two different moments during the same evaluation: the classical “4-points” score
introduced by Bisiach (1968), and a new scale, constructed from three existing instruments. The
former measure attributed a score ranging from 0 to 3 reflecting at which stage awareness of the
motor deficit is or is not acknowledged by the patient: spontaneously, after a general question, a
specific inquiry about the limb, or confrontation with a required motor action. The latter measure
72
Recherches - Etude 1
was based on the Anosognosia for Hemiplegia Questionnaire of Feinberg et al. (2000) and included
some items from the structured interview of Nathanson et al. (1952) and the structured
questionnaire of Cutting (1978). This new scale will be refered as the modified Feinberg scale later in
the text. These items investigate other aspects of the illness such as the reasons of hospitalization,
description of limb function or sensations (e.g. paralysed, weak or tired). The modified Feinberg scale
could thus give a finer measure of the severity and nature of unawareness than the Bisiach scale
(ranging from 0 to 11 points). The Bisiach scale was always administered first to each patient, while
the modified Feinberg scale was assessed at the end of our neurological examination. To combine
these two measures into a unique score for subsequent analyses, refered as “composite” score of
AHP later in the text, we computed Z-scores for each subject on each scale and then created a mean
Z-score value for each subject. This global score allowed us to obtain a reliable quantitative estimate
of AHP, by taking into account fluctuations in time and variability across patients, and providing a
more “continuous” scale than a dichotomous separation between anosognosics vs nosognosics.
Nevertheless, we note that using Bisiach or our modified Feinberg scale alone would not modify the
general pattern of results described below.
In addition, we also used a measure of AHP adapted from the confrontation procedure of Marcel
(2004) and Berti (1996). We selected 2 unimanual tasks (to drink a glass of water and to comb the
hair) and 2 bimanual tasks (to applaud and to open a bottle), on which the patients were asked to
rate their performance (from “0” to “10”) before and after having to execute them (with the left and
right hand separately for unimanual tasks). The patient’s auto-evaluations were subtracted from
those of the clinician (to reflect the degree of AHP) and averaged over the four tasks involving the
left, paralyzed limb, resulting in a separate score for each of the three evaluation moment (before,
just after, and 15’ after attempts to perform the task).
Finally, the patients were also asked to describe their symptoms at the very onset of the stroke, to
estimate the degree of awareness at this exact moment. We rated three aspects from these reports:
perceived deficit, emotional reaction, and subjective causality (from “0” for full report to “1” for
incomplete and “2” for lack of report).
2.4 Related Phenomena
We adapted the questionnaire of Cutting (1978) to probe for various disorders in bodily awareness,
often associated with AHP, including anosodiaphoria, feeling of nonbelonging, strangeness,
misoplegia, personification, somesthesic and kinesthesic hallucinations, as well as supernumerary
73
Recherches - Etude 1
phantom illusions. Each of these phenomena was rated as clearly present (score “2”), slightly present
(score “1”) or absent (score “0”).
2.5 Neurological testing
Motor strength was assessed by asking the patient to hold his arm straight in front of him during 5
seconds. Weakness was rated according to 5 levels: “0” (normal), “1” (slight fall of the arm), “2”
(complete fall), “3” (preserved movement but unable to lift the limb), “4” (no movement).
Tactile sensation was measured using 3 repetitions of 2 types of stimulation (touch or sting) on 2
sites (hand or elbow), namely 12 stimulations in total. The discrimination of each stimulation was
scored as “0” (correct report of site and stimulation type), “1” (wrong site or wrong stimulation
type), or “2” (both site and stimulation type wrong). The scores of 12 stimulation trials were then
summed.
Proprioception was assessed by applying a small movement at 3 joints (middle finger, wrist and
elbow), 3 times each. Discrimination of the direction of movement was rated “0” (correct) or “1
(wrong), for a total score ranging from 0 to 9.
Vigilance was rated “0” if the patient was spontaneously awake and active, “1” if reactive but slow,
and “2” if unable to maintain vigilance. Orientation was tested for personal, temporal, and spatial
domains (from “0” to “3”, one point for errors in each domain).
Perceptual extinction was assessed in two different modalities: visual (by making small finger
movements across the two hemifield) and tactile (by light touches on each hand, with eyes closed).
For every modality, 4 stimulations were delivered on the right, left, and both sides, in random order.
The measurement of visual and/or tactile extinction was not performed if the patient presented
with, respectively, hemianopia and/or complete hemianesthesia (no detection of unilateral
stimulation). Motor extinction was also assessed by asking the patient to raise his shoulders (in
random order; 4 times each on the right, left, and both sides simultaneously). By testing proximal
movements, this procedure provides a measure of motor initiation and intentional function during
unilateral and bilateral actions even in the presence of distal weakness (Coslett & Heilman, 1989). In
all extinction tests, one point was scored for each omission.
74
Recherches - Etude 1
2.6 Neuropsychological testing
Unilateral visuo-spatial neglect was assessed with several standard tests: star cancellation, a subtest
of the Behavioral Inattention Test (Wilson, Cockburn, & Halligan, 1987), line bisection (Schenkenberg,
Bradford, & Ajax, 1980), and copy of the Gainotti-Ogden figure (Ogden, 1985). Reading of a short text
of 4 lines was also examined (number of words omitted on the left side). Besides measures on each
test, a “composite” score of visuo-spatial neglect was obtained from these four tasks by calculating
the Z-scores for each patient in each task and then their average. Personal neglect (impaired
awareness of the contralesional side of the body) was evaluated according to the procedure of
Bisiach et al. (1986), by asking patients to reach his left arm with his right hand: Performance was
rated on a scale of 4 levels : “0” for a quick reach, “1” if the right arm crossed the trunk midline but
did not reach the left, “2” for a movement towards the left arm without crossing of the midline, “3”
for no movement of the right arm.
To examine mental flexibility, two tasks of verbal fluency were used (categorical names of animals;
phonological: words that begin with the letter “M”; one minute each). Scores were corrected
according to age and socio-economic level following standard norms (Thuillard & Assal, 1991). We
also followed the procedure of Marcel et al. (2004) to assess self-monitoring of non-motor
performance, by requesting the patients to estimate their performance (i.e. number of items
produced) before, just after, and 15 minutes after performing the task. To quantify the patients’
tendency to over/underestimate themselves, we subtracted these estimations to their real
performances, and computed a mean for the two fluency tasks.
Short-term memory was examined with a classical verbal span task (Wechsler, 1981). As for the
verbal fluency tasks, scores were corrected according to age and socio-economic level following
standard norms (Thuillard & Assal, 1991). General long-term memory capacities were probed with a
very simple test that could be easily performed in the Hyperacute phase: patients had to memorize
three words from the Mini Mental Status Examination or MMSE (Folstein, Folstein, & McHugh, 1975)
and retrieve them after 5 minutes. One point was scored for each missing word.
Because the clinical condition of patients generally improved after the Hyperacute stage, a few other
tests were added to the second assessment in the Subacute phase. Global cognitive functioning was
measured by the MMSE (Folstein et al., 1975). Mental flexibility and reasoning was assessed with a
modified version of Weigl task (Weigl, 1927), in which subjects have to classify a set of shapes
according to different criteria. The higher the number of correct classifications, the better the
performance (score range from 0 to 4). Finally, the Catherine Bergego scale or CBS (Azouvi et al.,
75
Recherches - Etude 1
2003) was used to provide a standardized assessment of neglect behavior in everyday life. This
evaluation involved ratings of several daily actions and situations by both the patient and the nursing
staff. A score of anosognosia for neglect was computed as the difference between the nurse (heteroevaluation) and the patient’s ratings (auto-evaluation).
2.7 Psychological testing
To assess the role of affective factors in the ability of patients to acknowledge their deficits, we
obtained several measures of mood and emotional reactivity using standard rating scales. In the
Hyperacute phase, we administrate a shortened version of the analogical visual scale of Norris
(Guelfi, Von Frenckell, & Caille, 1989; Norris, 1971), which includes measures of alertness, anxiety,
optimism, concerns, mood and aggressiveness, among other mental states. We also included two
specific questions about general worries related to the current medical situation and ongoing
diagnostic investigations. A second custom-made scale was designed to be filled by caretakers and
probed various domains of affective behavior and reactions, including depression, anxiety, irritability,
concern about illness, confabulations and hallucinations (Aybek et al., 2005). The latter ratings were
based on the frequency of each behavior and ranged from “0” (absent) to “3” (always present).
Finally, in the Subacute phase, we also administrated the Life Orientation Test or LOT (Scheier &
Carver, 1985; Scheier, Carver, & Bridges, 1994) that provides a measure for dispositional optimism,
defined in terms of generalized outcome expectancies.
2.8 Follow-up testing
In the Chronic phase (6 months post-stroke), we made a final assessment to investigate long-term
outcome. In addition to testing awareness of the motor deficit (Bisiach, modified Feinberg), we also
assessed awareness of visuo-spatial neglect using the CBS (Azouvi et al., 2003), as well as other
remaining neurological deficits (motricity, sensation, proprioception, hemianopia, perceptual and
motor extinction) and general neuropsychological functioning (orientation, neglect, memory, global
cognitive abilities) using a similar procedure as in the Hyperacute and Subacute phases. In addition,
some measures were specific to the Chronic phase, including the modified Rankin scale (Rankin,
1957) to evaluate handicap in daily life; and the Hamilton Depression Rating Scale or HDRS
(Hamilton, 1967) to evaluate the presence and severity of mood changes.
2.9 Statistics
In order to determine relations between the severity of AHP and other scores derived from the
neurological, neuropsychological and psychological tests, we used non-parametric correlation
76
Recherches - Etude 1
analyses that were most appropriate given the asymmetrical distribution of our data (Howell, 2008).
The rho of Spearman was employed, with the significant threshold fixed at p< 0.05. Since these nonparametric tests are conservative, no correction for multiple comparisons was applied.
These correlations were then backed up by multiple regression analyses, including different tests in a
single statistical model. To do so, we compensated the inherently asymmetrical distribution of our
data by using ranks in place of raw scores, and then performed classical linear regressions. In order to
balance the number of variables explored against the number of samples (patients), we selected only
scores from tests with the greatest theoretical relevance or showing significant correlations in
preceding non-parametric tests. These selected variables included: the composite score of AHP
(Bisiach and modified Feinberg ; taken as the dependant variable for the regression analysis), plus
somatosensory, proprioceptive, and motor deficits, visuo-spatial neglect (composite score), visual,
tactile and motor extinction, spatio-temporal orientation, verbal fluency (composite score from the
two tasks), digit span, and 3 words-memory task.
We also explored the evolution of each deficit over time, by inspecting the performance of all
patients who participated in both the Hyperacute and Subacute phases. To allow a direct comparison
between different deficits, we again used z-scores (calculated for both periods together) which
provided us with values corresponding to the severity of the deficit in different domains but now
independent of the time of the evaluation and the range of their initial scale. Then, by subtracting
the z-scores of each subject for both periods (Subacute minus Hyperacute), we could estimate the
relative decrease of a particular deficit over time. These measures of “decreases” on a particular test
could then be compared with “decreases” on other tests. Direct comparisons were made by paired
Wilcoxon tests, with a significant threshold at p < 0.05. These comparisons enabled us to test
whether any deficit showed significantly a greater/smaller decrease compared to the others. To
explore whether some deficits showed a similar pattern of decrease as AHP, we also calculated
Spearman correlations between these “decreases”. Thus, we could estimate which deficits might
evolve in parallel to AHP over the time-course of recovery.
2.10 Lesion analysis
The location and extent of brain damage were delineated in each patient, based on their CT scan
(n=35) or MRI scan (n=23), obtained after the first week post-stroke (9 days on average), and then
reconstructed on a standardized brain template with the MRIcro software (Rorden & Brett, 2000).
This anatomical procedure was carried out by a trained neuropsychologist and subsequently verified
by a neurologist in a double-blind manner (neither of these two investigators knew the scores of the
77
Recherches - Etude 1
patient in the different tests). The volume of lesions was also measured with MRIcro for each patient.
The obtained lesions (ROIs) were then submitted to voxel-based lesion-symptom mapping or VLSM
(Bates et al., 2003; Verdon & Vuilleumier, in press) in order to determine the critical brain regions
implicated in AHP. To this aim, we performed VLSM analysis using the composite scores of AHP
(averaged Z-scores from the different scales), for both the Hyperacute and the Subacute phase. A
similar procedure was applied to identify brain lesions associated with spatial neglect (using the
composite neglect score).
An important advantage of VLSM (compared to traditional lesion overlap or group subtraction) is
that it does not require patients to be classified dichotomously by lesion site or by arbitrary
behavioral cutoffs. Statistical analyses of the relationship between tissue damage and behavior (e.g.
AHP) are carried out on a voxel-by-voxel basis using a continuous rating of performance. At each
voxel, patients are divided into two groups according to whether their lesion ROI does or does not
include that particular voxel. The performance of the two groups are then compared at each voxel
(with t-test), and the resultant statistics (t values) is coded along a corresponding color scale and
mapped onto the standardized anatomical brain template (Bates et al., 2003; Verdon & Vuilleumier,
in press).
3. Results
3.1 Recruitment
We screened a total of 337 patients with acute stroke, among whom 58 had motor deficits and were
included for subsequent testing. Exclusions were mostly due to insufficient physical symptoms (i.e.
no paresis), excessive vigilance alteration, or past neurological history (previous stroke or other
cerebral disease). There were 50 patients (22 women; mean age: 65 +/- 14; all right-handed)
examined in the Hyperacute phase, and 44 patients (22 women; mean age: 63 +/- 13; all righthanded) examined in the Subacute phase (14 patients from the Hyperacute phase could not be seen
and 8 new patients were admitted after a few days). Only 19 patients (9 women; mean age: 59 +/13; all right-handed) could be examined again in the Chronic phase.
3.2 Prevalence of anosognosia
In the Hyperacute phase, 50% of the patients with motor weakness showed no AHP and thus scored
“0” on Bisiach scale (see Figure 1). Another 18% scored “1”, while 14% were at “2” and 18% at “3”.
78
Recherches - Etude 1
Hence, a third of patients presented with clear lack of awareness for their motor deficits (scores 2
and 3, see Baier & Karnath, 2005). In the Subacute phase, 57% of patients were at “0”, 25% at “1”,
11% at “2”, and 7% at “3”. By contrast, in the Chronic phase, the majority (89%) was now scored “0”,
with only 6% at “1”, none at “2”, and a single patient at “3” (5%).
Proportion of patients
100%
75%
50%
25%
0%
Onset
3 days
1 week
6 months
Bisiach “0”
Bisiach “2”
Bisiach “1”
Bisiach “3”
Figure 1. Evolution of awareness for the motor deficit over time (from stroke onset through to subsequent follow-up). Anosognosia for
hemiplegia at stroke onset was estimated retrospectively (2 levels: present or absent), based on the report made by the patient on the
installation of his neurological deficits. In the three other periods, anosognosia was estimated according to Bisiach scale (4 levels, see
methods). The purple line marks the separation between patients considered as anosognosics (Bisiach of 2 and 3) and those nosognosics
(Bisiach of 0 and 1; see Baier & Karnath, 2005). Anosognosia was present in almost in 2/3 of the patients at onset, but in 1/3 of them after
three days, and in 1/5 one week later. After 6 months, severe anosognosia persisted in rare cases only.
Results from the modified Feinberg scale showed that, in the Hyperacute phase, the mean score was
2.18 (+/- 2.75) and 44% of patients were rated above “0”, indicating some degree of anosognosia. In
the subsequent Subacute phase, the mean score was reduced to 1.53 (+/- 2.23) but still 38% of
patients were rated above “0” . All patients had a score of “0” in the Chronic phase except for one.
This modified scale was reliably correlated with Bisiach scale for both the Hyperacute (r=.818,
p<.001) and Subacute (r=.758, p<.001) phases.
Furthermore, our interrogation concerning the perceived stroke onset revealed that only 35% of the
patients were able to describe adequately the installation of their symptoms. Most often, they failed
to correctly lateralize the deficits (e.g. “both legs couldn’t lift me”) or they minimized them (e.g. “I
79
Recherches - Etude 1
had difficulties walking” while the report of observers mentioned clearly that the patient fell on the
ground). Interestingly, only 26% of the cases described an emotional response at the symptom onset,
while many patients reported a lack of emotions (“I felt calm and everything was ok”) or
inappropriate emotions (“I said to myself that it would go back to normal in a few hours”).
Accordingly, many patients did not think about asking for help, and almost two thirds (63%)
mentioned that they did not believe in a neurological cause at the onset of the symptoms. Although
these reports were obtained a posteriori, and thus potentially confounded by memory biases, they
strongly suggest that AHP may be extremely common at the very onset, despite the frequent
abruptness of deficits (see Figure 1).
3.3 Other measures of self-monitoring and awareness
In the confrontation test of Marcel et al. (2004), where patients must predict and evaluate their
performance on unimanual and bimanual actions, we found that, in the Hyperacute phase, only 16%
of patients gave a plausible estimation prior to attempting a motor task (33% just after and 34% 15’
later), while 69% of them overestimated their motor capability (54% just after and 47% 15’ later). In
the Subacute phase, 23% of patients provided accurate estimations (28% both just after and 15’
later), but 52% still made overestimations despite having ample time for confrontations in their daily
life (53% just after and 55% 15’ later). Only one patient overrated his motor performance in the
Chronic phase.
In the Hyperacute phase, the mean difference between the patients’ and the clinician’s evaluations
(patient score minus clinician score, on a scale from 0 to 10) was 2.74 points (+/- 3.94) before the
action, 2.19 (+/- 3.02) just after, and 2.15 (+/- 3.40) 15’ later. In the Subacute phase, these
adjustment values were 1.74 (+/- 3.37), 1.30 (+/- 2.35), and 1.69 (+/- 2.63), respectively. None of
these three values was significantly different from those in the Hyperacute period (before : t=1.303,
p=.196; just after : t=.793, p=.430 and 15’ later : t=-.193, p=.848). Auto-evaluations of motor actions
in Marcel task were highly correlated with AHP as measured by either Bisiach scale or our modified
Feinberg score, for both the Hyperacute and the Subacute phase (.597 < r < .763, all p<.001).
By contrast, auto-evaluations of patients in the verbal fluency task appeared relatively normal.
Indeed, the difference between the number of words given in their evaluation and those actually
produced, for the Hyperacute phase, was of 4.07 (+/- 12.23) before the fluency task, 1.92 (+/- 8.83)
just after and 3.38 (+/- 13.41) 15’ later. For the Subacute phase, these differences were of 2.81 (+/8.70), 1.60 (+/- 7.84) and 2,12 (+/- 8.98), respectively. These auto-evaluations of fluency performance
80
Recherches - Etude 1
were unrelated to AHP scores at any time point (-.170 < r < .169, .307 < p < .874). Neither were they
significantly linked with the motor auto-evaluations in Marcel task (-.190 < r < .318, .130 < p < .974).
Finally, awareness of spatial neglect in the Bergego scale showed marked discrepancies between
patients and nursing staff in the Subacute phase (r=.169, p=.430). However, the Chronic phase
showed a strong relation (r=.935, p<.001) and indicated a good awareness of neglect consequences
on daily activities. Interestingly, awareness of neglect was not significantly correlated with awareness
of the motor deficit in both phases (r=.338, p=.098 and r=.567, p=.111, respectively).
3.4 Related disorders of bodily awareness
Distortions in body or limb perception were common in all stages. In the Hyperacute phase, 62%
patients reported some disorder of bodily awareness. The most common phenomena were
anosodiaphoria (44%), kinesthetic illusions (26%), strange feelings (14%), non-belonging (12%),
misoplegia (10%), personification (8%) and supernumerary phantom (8%). AHP was significantly
correlated with anosodiaphoria (r=.445, p<.001), but only weakly associated with kinesthetic illusions
(r=.215, p=.090), and not related to the other phenomena (.145 < p < 1.000).
In the Subacute phase, 58% of the patients still showed related disorders. Again, they often
described anosodiaphoria (36%), kinesthetic illusions (27%), strange feelings (13%), misoplegia (13%),
personification (13%), non-belonging (8%), and supernumerary phantom (8%). The presence of AHP
now showed strong correlations with nonbelonging (r=.351, p=.009) and kinesthetic illusions (r=.395,
p=.003), but a weaker correlation with anosodiaphoria (r=.268, p=.042), and no relation with the
other phenomena (.584 < p <.929).
Finally, even in the Chronic phase, at least one related phenomena was still present in 42% of the
patients, including kinesthetic illusions (31%), anosodiaphoria (21%), strange feelings (16%),
misoplegia (10%), non-belonging (5%). No personification or supernumerary phantoms were
reported.
3.5 Correlations with other neurological and neuropsychological deficits
To explore the role of various neurological and neuropsychological deficits in the emergence of AHP,
we examined the pattern of correlations between these deficits and the severity of AHP (as
measured by our composite score combining Bisiach and modified Feinberg), using non-parametric
rho Spearman tests.
81
Recherches - Etude 1
In the Hyperacute phase, almost all of our neurological variables were significantly correlated with
the severity of anosognosia (see Table 1): motor weakness (r=.331, p=.019), sensitive loss (r=.603,
p<.001), proprioceptive loss (r=.620, p<.001; no difference between proprioception measured at the
finger, wrist, or elbow), low vigilance (r=.322, p=.023), hemianopia (r=.539, p<.001), visual extinction
(r=.510, p=.003), and tactile extinction (r=.504, p=.009). The Subacute phase show similar results for
weakness (r=.338, p=.033), sensitive deficit (r=.397, p=.009), proprioceptive deficit (r=.358, p=.020),
vigilance (r=.373, p=.013), hemianopia (r=.313, p=.038), and visual extinction (r=.564, p<.001). Only
tactile extinction (r=.351, p=.100) was not correlated with AHP anymore. Interestingly, motor
extinction did not show any clear relation in both phases (r<.388, p>.05).
Among the neuropsychological variables, significant associations were found between the severity of
AHP and spatio-temporal disorientation (r=.398, p=.004 and r=.572, p<.001) and visuo-spatial neglect
(r=.551, p<.001 and r=.600, p<.001) for both the Hyperacute and the Subacute phases, respectively.
Memory performance on the 3 words-recall task also showed a trend in the Hyperacute phase
(r=.265, p=.082) that became significant in the Subacute phase (r=.364, p=.018), whereas personal
neglect was significant in the Hyperacute phase (r=.288, p=.045) but not in the Subacute phase (r=.043, p=.782). By contrast, all other neuropsychological tests (memory span, verbal fluency, mental
flexibility) did not show any relationship with AHP, neither in the Hyperacute phase nor in the
Subacute phase (-.158 < r < .267, .116 < p < .844). However, the measure of global cognitive
dysfunction (MMSE) in the Subacute phase was significantly linked to the severity of AHP (r=.481,
p=.001).
None of the psychological and affective dimensions obtained by self-reports (e.g. mood, anxiety,
personality traits, etc; see Table 1) showed a significant relation with AHP (-.285 < r < .181, .091 < p <
.969). For hetero-reports by nurses in the Hyperacute phase, we found that anosognosic patients
were rated as less interested by their care (r=-.422, p=.022), less worried (r=-.402, p=.042), more
passive (r=.530, p=.004), and presenting more often confabulations (r=.507, p=.004). They were also
considered as more indifferent to their condition (r=.356, p=.058).
82
Recherches - Etude 1
HYPERACUTE
r
p
SUBACUTE
r
p
CHRONIC
r
p
NEUROLOGIC
Motricity
Sensation
Proprioception
Vigilance
Hemianopia
Visual extinction
Tactile extinction
Motor extinction
Handicap - Rankin
0.331
0.603
0.620
0.322
0.539
0.510
0.504
0.319
x
0.019
0.000
0.000
0.023
0.000
0.003
0.009
0.148
x
0.338
0.397
0.358
0.373
0.313
0.564
0.351
0.388
x
0.033
0.009
0.020
0.013
0.038
0.000
0.100
0.055
x
0.159
0.098
0.216
x
0.438
0.412
-0.208
0.347
0.450
0.515
0.699
0.406
x
0.061
0.089
0.407
0.205
0.053
NEUROPSYCHOLOGICAL
MMSE
Orientation
Memory - MMSE
Personal neglect
Visuo-spatial neglect
Span
Subtraction - MMSE
Flexibility
Verbal Fluency
x
0.398
-0.265
0.288
0.551
0.072
x
x
-0.091
x
0.004
0.082
0.045
0.000
0.634
x
x
0.581
0.481
0.572
-0.364
-0.043
0.600
0.267
-0.158
-0.038
-0.184
0.001
0.000
0.018
0.782
0.000
0.116
0.317
0.844
0.275
0.463
0.704
-0.469
x
0.532
x
-0.166
x
x
0.046
0.001
0.043
x
0.019
x
0.497
x
x
PSYCHOLOGICAL
Patient - Depressed
Patient - Sleepy
Patient - Calm
Patient - Wooly
Patient - Clumsy
Patient - Sluggish
Patient - Displeased
Patient - Anxious
Patient - Slow minded
Patient - Tensed
Patient - Absent-minded
Patient - Incapable
Patient - Unhappy
Patient - Hostile
Patient - Annoyed
Patient - Withdrawn
Patient - Concerned
Patient - Worried
-0.039
-0.058
-0.220
-0.046
-0.045
0.075
0.162
0.033
-0.091
-0.285
0.146
-0.015
-0.022
-0.202
-0.135
-0.193
0.067
-0.007
0.797
0.735
0.191
0.785
0.796
0.662
0.339
0.850
0.596
0.091
0.403
0.933
0.900
0.243
0.440
0.267
0.702
0.969
0.079
0.031
0.181
0.122
-0.045
-0.046
-0.073
-0.136
0.029
-0.080
-0.067
0.090
-0.107
-0.057
0.081
-0.167
-0.061
-0.049
0.627
0.861
0.305
0.494
0.801
0.795
0.683
0.442
0.870
0.654
0.706
0.612
0.545
0.749
0.648
0.347
0.732
0.784
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
Nurses - Sad
Nurses - Agressive
Nurses - Interested
Nurses - Euphoric
Nurses - Hallucinations
Nurses - Worried
Nurses - Crying
Nurses - Getting angry
Nurses - Passive
Nurses - Desinhibited
Nurses - Confabulations
Nurses - Catastrophic reaction
Nurses - Indifferent
-0.044
0.202
-0.422
0.120
0.119
-0.402
-0.347
-0.048
0.530
0.051
0.507
-0.056
0.356
0.823
0.292
0.022
0.536
0.530
0.042
0.089
0.810
0.004
0.792
0.004
0.778
0.058
-0.054
x
-0.209
0.035
x
-0.286
0.064
-0.106
0.284
0.213
0.395
-0.158
0.422
0.797
x
0.326
0.870
x
0.186
0.771
0.615
0.169
0.340
0.069
0.494
0.036
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
0.127
x
0.565
x
x
0.197
x
0.420
Optimism
Depression - HDRS
Table 1. Correlations and p-values of AHP with other disorders ; r-values = non-parametric Spearman rho values for the correlation of
deficits with the severity of AHP (as measured by the composite score), for each examination phase separately.
83
Recherches - Etude 1
All other behavior and mood traits (e.g. sadness, aggressiveness, crying, etc; see Table 1) showed no
significant relation (-.347 < r < .202, .089 < p < .823). However, in the Subacute phase, only the rating
of “indifference to condition” reached significance (r=.422, p=.036), while the presence of
confabulations still showed a tendency (r=.395, p=.069); but none of the other ratings was related to
AHP (-.286 < r < .284, .169 < p < .870). Finally, the questionnaire of optimism (LOT) indicated no
association with the measure of AHP (r=.127, p=.565).
In the Chronic phase, only one patient still showed a full-blown anosognosia (Bisiach score of 3). But
using a more graded measure based on the composite score of AHP, we found significant
correlations with neglect (r=.532, p=.019), spatio-temporal disorientation (r=.704, p=.001), and
MMSE (r=.463, p=.046). There was no relation with the severity of motor (r=.159, p=.515), sensitive
(r=.098, p=.699) or proprioceptive (r=.216, p=.406) impairments, nor with the measure of depression
(HDRS; r=.197, p=.420). Interestingly, however, the correlation between a measure of handicap
(Rankin) and AHP was almost significant (r=.450, p=.053).
3.6 Multiple regression analysis
To take into account the different variables simultaneously, we next run a multiple linear regression
in which we entered the main neurological and neuropsychological factors that were theoretically
relevant or found to be significant in simple correlations above (see methods), together with the
severity of AHP (composite score) as the dependent variable.
For the Hyperacute phase, the regression model revealed that proprioceptive loss was the only single
significant deficit (t=3.443, p=.003) that explained the severity of AHP, independent of all other
factors. None of the latter reached significance in this multiple regression analysis (-1.191 < t < 1.494,
.153 < p < .791), including the degree of visuo-spatial neglect (t=1.852, p=.809). However, for the
Subacute phase, a different model emerged although the same variables were entered in the
analysis. The most significant factors now included visuo-spatial neglect (composite score, t=2.605,
p=.013) and spatio-temporal disorientation (t=2.397, p=.021). But all other variables were not
significant (-1.199 < t < 1.360, .181 < p < .973), including proprioception (t=1.758, p =.937). These two
neuropsychological factors were also correlated with the temporal evolution of AHP, as described
below.
3.7 Temporal evolution of the deficits
To examine how deficits improved from the Hyperacute to the Subacute period, and whether some
improvements were dissociated or correlated, we compared the changes in AHP (based on the
84
Recherches - Etude 1
composite score) with those in all tests that showed a significant correlation in our analyses above (in
either the Hyperacute phase or the Subacute phase; i.e., motor deficit, sensitive deficit,
proprioceptive deficit, hemianopia, visual extinction, tactile extinction, motor extinction, spatiotemporal disorientation, vigilance, neglect, and memory). Pairwise Wilcoxon tests indicated no
significant difference (.113 < p < .962) between the degree of changes among tests (differences in zscores from the two phases), indicating that all these tests showed a similar amount of improvement
over time (from the Hyperacute to the Subacute period).
Nevertheless, when looking at the pattern of parallel decreases within individual participants, using
non-parametric Spearman correlation tests, we found that proprioceptive loss (r=.373, p=.042),
hemianopia (r=.442, p=.013), visuo-spatial neglect (r=.412, p=.026) and spatio-temporal
disorientation (r=.344, p=.043) were significantly associated with the degree of improvement in AHP.
Thus, only these deficits tended to show a systematic parallel temporal evolution with respect to
AHP.
3.8 Dissociations and associations of deficits
Despite strong relations between AHP and other neurological or neuropsychological deficits (see
above), some patients showed clear double dissociations. For example, 8 patients with a maximum
score of proprioceptive loss had a Bisiach at “0”. But conversely, one patient who was anosognosic
(Bisiach score = 2, modified Feinberg score = 6) could still correctly report most of the proprioceptive
stimuli (score = 0). Likewise, one patient with severe neglect was completely aware of his recent
motor incapacity, whereas another with no sign of neglect on our four different tests claimed that he
could normally move his left arm despite severe hemiplegia. These cases with AHP but without
deficit of proprioception or visuo-spatial neglect suggest that these deficits play a relative but not
unique role in the emergence of AHP, even though they are strongly correlated.
To test for an additivity of different deficits, we also examined whether patients with AHP but milder
proprioceptive loss had more pronounced deficit on other dimensions. However, the patients with
AHP (Bisiach score of 2 and 3) and showing the least important proprioceptive loss (below the
median score of all anosognosics) had no more impairment on neglect or other tests compared to
anosognosics with higher proprioceptive loss (above median score). The same result was obtained
when comparing proprioception loss in anosognosics who had the least (below median) compared to
the most severe (above median) neglect scores. This was found for both the Hyperacute and
Subacute phases. However, because anosognosics usually had severe deficits on many tests, the
85
Recherches - Etude 1
subgroups with relatively spared function in a given domain were usually constituted of only a few
patients (2 to 6), which could potentially limit these comparisons.
In fact, the number of deficits presented by a single patient, rather than just their nature, was found
to be a relevant factor. Indeed, when considering that a given deficit was “present” if the patient
scored above the median of the whole group (across the neurological and neuropsychological tests
that were the most correlated with AHP), we observed a highly significant correlation between the
number of deficits and AHP (r=.635, p<.001), for both test phases (see Figure 2).
AHP scores (Bisiach scale)
2.5
Hyperacute
Acute
2
1.5
1
0.5
0
No deficit
1 or 2
3 or 4
5 or 6
7 and more
Number of deficits presented
Figure 2. Mean Bisiach scores according to the number of deficit presented by the patients. The deficit was considered as present if the
patient scored above the median of the whole group. Ten deficits were taken into account : tactile loss, proprioceptive loss, hemianopia,
visual extinction, motor extinction, vigilance alteration, disorientation, memory impairment, extrapersonal neglect, personal neglect.
Nevertheless, some combinations might produce a stronger impact on awareness of plegia than
others. In particular, patients who had both severe neglect and severe proprioceptive loss (above
median) exhibited AHP much more frequently (14/18 and 11/15), as opposed to patients who had
only one of these deficits (8/16 and 6/14) or none (2/14 and 4/15; chi-square >6.74, p <.034 for the
Hyperacute and Subacute phase, respectively). These deficits may therefore add up (or interact) to
produce AHP.
Finally, to determine whether AHP co-occurred with a specific pattern of deficits, we ran a factorial
analysis in which z-scores from main neurological, neuropsychological, and psychological tests were
included together. This analysis revealed that deficits in the Hyperacute phase reflected 4 main
underlying components (see Table 2). The first component included AHP scores and overestimation
86
Recherches - Etude 1
in Marcel task, together with most other clinical deficits including neglect, proprioceptive loss, tactile
loss, visual extinction, hemianopia, and orientation. A second component was specific to mood and
anxiety, the third specific to memory (3 word recall), and the fourth specific to personal hemineglect.
The factorial analysis for the Subacute phase revealed the same 4 underlying components (see Table
2). Again, the first included AHP scores and overestimation in Marcel task together with neglect,
proprioception, tactile loss, weakness, visual extinction, and disorientation, whereas again the
second was specific to mood, the third memory (3 word recall), and the fourth personal hemineglect.
Thus, AHP was generally associated with the occurrence of other neurological and
neuropsychological disorders, but did not segregate into a distinct factor.
HYPERACUTE
SUBACUTE
FACTORS
AHP
0.793
0.719
Marcel overestimation
0.831
0.776
Tactile loss
0.849
0.716
Proprioceptive loss
0.834
0.747
Hemianopia
0.728
0.581
Visual extinction
0.715
0.704
Neglect
0.771
0.814
Disorientation
0.675
0.687
Depression
0.813
0.841
Anxiety
0.693
0.598
Irritability
0.868
0.742
Memory
0.737
Personal neglect
0.557
0.607
0.644
Table 2. Factorial analysis. Deficits with a coefficient loading > 0.50 on a given factors are shown for each factor and each examination
phase.
3.9 Anatomical lesion analysis
To check the validity of our approach, we first performed VLSM analyses investigating the
neuroanatomical lesions that correlated with the severity of spatial neglect (composite score), in
both the Hyperacute and Subacute phases. As expected(Rorden & Karnath, 2004; Verdon &
Vuilleumier, in press), VLSM highlighted regions in the posterior parietal lobe and dorsolateral
prefrontal cortex for both time periods, plus temporo-parietal junction in the Subacute phase (see
Figure 4A and 4B).
87
Recherches - Etude 1
A
B
L R
Figure 4. Voxel-based lesion mapping of left extrapersonal neglect for the Hyperacute (A) and the Subacute (B) phases. The voxels
highlighted are those that show a significant difference (t > 3.6, p<.001, false discovery rate corrected) in the composite scores of
extrapersonal neglect between patients with / without a lesion in these voxels.
We then determined the crucial regions associated with AHP in both periods, using the same
approach (see Figure 5A, B, C and D). For the Hyperacute phase, the severity of AHP (as measured by
the composite score) was correlated with damage in several brain regions, including the anterior and
inferior portions of insula (partly extending into the claustrum and putamen), together with the
anterior internal capsula, rostral caudate nucleus, and paraventricular white-matter of the right
hemisphere. For the Subacute phase, additional regions were also found to be involved in premotor
cortex, dorsal cingulate, parieto-temporal junction, hippocampus and amygdala.
Paraventricular white-matter
Premotor cortex
Dorsal cingulate
Temporo-parietal junction
Anterior internal capsula
Insula
Hippocampus/
Amygdala
A
L R
B
D
C
Figure 5. Voxel-based lesion mapping of anosognosia for left hemiplegia (AHP). Brain regions where damage was significantly related to the
severity of AHP in the Hyperacute phase (A and C, with respectively transversal and sagittal slices) and in the Subacute phase (B and D, with
respectively transversal and sagittal slices). The voxels highlighted are those that show a significant difference (t > 2.7, p<.01, false discovery
rate corrected) in the composite scores of AHP between patients with / without a lesion in these voxels.
88
Recherches - Etude 1
Finally, we also tested for an effect of the size of brain damage (as determined by the number of
voxels composing the lesion ROIs in MRIcro software). The relationship with AHP severity was not
significant in the Hyperacute phase (r=.297, p=.084) but highly significant in the Subacute phase
(r=.565, p=.001).
4. Discussion
4.1 Prevalence and clinical manifestations
Our study is the first to follow the evolution of AHP from stroke onset till 6 months later, using a
systematic assessment of the same neurological and neuropsychological functions at different timepoints. AHP was clearly a transient phenomenon that tended to disappear with time. Hence both its
frequency and clinical presentation may vary depending on when patients are evaluated. AHP was
very rare but still possible in the Chronic phase (5%), while it was very common in the early days and
hours after stroke. In the first week after stroke, frank AHP (e.g. Bisiach score ≥ 2) was observed in
18% of our patients, in agreement with the rate reported by Baier & Karnath (2005), but this
prevalence reached 32% within the first 3 days, and even 60% within the first few hours based on
retrospective interviews. Indeed, it is striking that only 1/3 of our patients clearly reported a
neurological cause for their symptoms when interrogated after admission, in sharp contrast with
their correct description of the situational context (i.e. place, time, persons). Although the latter
result is purely descriptive, as it may be either underestimated due to third-person reports or
overestimated due to memory failures, this notion of poor insights at the very onset of stroke
symptoms is consistent with other clinical reports (Grotta & Bratina, 1995), and suggests that
anosognosia might be considered as a “usual” state after brutal brain damage change. A more
persistent and “typical” form of anosognosia may then persist when lesions produce additional
deficits in neural systems implicated in motor monitoring.
Other measures of AHP based on our modified Feinberg scale and auto-evaluations of simple motor
activities (Marcel task) also indicated a high rate of underestimation of contralesional weakness,
affecting 40-50% of patients in both the Hyperacute and Subacute assessment. These figures might
reflect minor forms of anosognosia, involving a failure to monitor and adjust to current state, rather
than a true “denial” of paralysis (see Baier & Karnath, 2005). Nevertheless, these different measures
of unawareness of motor deficits were highly correlated with each other at all stages (Hyperacute,
Subacute, or Chronic), and revealed highly specific impairments for motor function. Indeed, the auto-
89
Recherches - Etude 1
evaluation of motor performance on unimanual and bimanual tasks was not only poor both prior and
after confrontation with the task, but also showed no correlation with the (relatively preserved)
auto-evaluations of the same patients of their verbal fluency performance. This might indicate two
different monitoring mechanisms for each domain, or a different role of fixed beliefs in making these
judgments, because manual tasks involved familiar actions while fluency entailed a new cognitive
exercise. Even more strikingly, we found that measures of AHP were not significantly correlated with
anosognosia for visuo-spatial neglect, as estimated by the Bergego scale (Bergego et al., 1995),
neither in the Subacute nor the Chronic phase. This dissociation does not support the notion of a
dysfunction or disconnection involving a single cerebral system for awareness (as proposed by
McGlynn & Schacter, 1989), but rather suggests a distinct neural basis for the self-monitoring of
motor abilities. Although it is possible that both AHP and anosognosia for neglect may reflect a
tendency of patients to assume that their current state accord with their beliefs about past abilities
(Vuilleumier 2004; Marcel 2004), the discrepancy between unawareness for motor and spatial
deficits highlights the specificity of each disorder.
Finally, we found a high prevalence of related disorders in bodily awareness (62%, 58% and 42% of
the patients showed at least one such phenomenon in, respectively, the Hyperacute, Subacute, and
Chronic phases), with the most common symptoms being anosodiaphoria, kinaesthetic illusions and
strangeness feelings. Such a high frequency is likely to reflect our systematic evaluation and suggests
that these phenomena may often be missed otherwise. However, only a few of these disturbances
correlated with the presence of AHP. AHP was significantly associated with anosodiaphoria for the
plegia (in the Hyperacute more than Subacute phase), as well as with kinaesthetic illusions and nonbelonging (in the Subacute more than Hyperacute phase). These distortions in bodily awareness are
intimately related to the nature of AHP, since hallucinations of movement may promote anosognosia
by depriving patients from incongruent feedback necessary to discover their deficit, and impaired
awareness of deficit may in turn reduce emotional distress (anosodiaphoria). Moreover, the
association with kinaesthetic illusions suggests that motor intentional processes are not necessarily
suppressed in AHP (see also Feinberg et al., 2000). However, these associations were relatively weak
and inconstant, and similar disorders were often reported by patients without AHP, indicating that
they may represent worsening factors or “collateral deficits” but are neither sufficient nor necessary
to directly induce AHP.
4.2 Correlations with other neurological and neuropsychological disorders
A wide range of tests was given to our patients to assess a variety of sensorimotor and cognitive
functions at different stages post-stroke. Although the choice and number of tests was necessarily
90
Recherches - Etude 1
limited in order to be administered at the bedside in Hyperacute and Subacute phases, our
prospective approach in a large group of patients allowed us to determine the pattern of
neurological and neuropsychological deficits associated with AHP, and to track their evolution in
parallel to the remission of AHP over time.
For both the Hyperacute and Subacute periods, we found that the degree of AHP (on different
measures) was highly correlated with the severity of several neurological disorders (particularly
anaesthesia, proprioceptive loss, visual extinction) and neuropsychological disorders (particularly
disorientation, visuo-spatial neglect). Multiple regression analyses further indicated that
proprioceptive loss and spatial neglect played the most important role (in Hyperacute and Subacute
phases, respectively). Impaired vigilance and motor weakness were also correlated with AHP but only
moderately. These observations are congruent with the view that multiple factors may underlie this
syndrome (Orfei et al., 2007; Vuilleumier, 2004), and that deficient “appreciation” of the current
state of the paralyzed limb due to impaired proprioception or neglect might be critical factor (see
Levine 1990; Vuilleumier, 2004). Moreover, our factorial analysis suggested that the presence of AHP
tended to co-occur with these neurological and neuropsychological disturbances, whereas other
deficits tended to occur separately – including memory deficit and even personal neglect. The latter
segregation of personal neglect into a distinct factor is particularly striking, as it indicates that it is
not only different from extrapersonal neglect and proprioceptive deficits (Committeri et al., 2007),
but also unlikely to significantly contribute to AHP.
In addition, we found no reliable correlation with motor extinction, again suggesting that intentional
motor processes may not necessarily be impaired in AHP, in keeping with the frequent reports of
kinaesthetic illusions (see above). Likewise, AHP was unrelated to simple tests of frontal lobe
functions (flexibility and fluency), and only weakly related to memory and global cognitive
functioning. The latter functions were also found to be not significant in other studies (Davies et al.,
2005; Starkstein et al., 1992). Taken together, these results indicate that the cognitive disorders
preventing the “discovery” of paralysis in the context of an impaired appreciation of motor
performance are likely to involve more specific abilities than these classic executive functions.
Importantly, we note that even a few deficits (such as proprioceptive loss, spatial neglect,
disorientation) showed a consistent co-occurrence with AHP, this does not imply a direct causative
role. In fact, despite significant correlations, we could observe among our patients a few cases
demonstrating double dissociations between these deficits and AHP. Moreover, the number rather
than just the nature of major neurological deficits in a patient appeared to predict the presence of
91
Recherches - Etude 1
AHP. This pattern further argues for a multi-componential model of anosognosia, but in which no
single deficit might be either sufficient or necessary to produce AHP. Instead, different cocktails of
deficits in different patients may lead to similar impairment in discovering and reporting his plegia.
Purely psychological measures (auto- and hetero-questionnaires on personality and emotional traits)
did not reveal any pattern systematically associated with AHP. The only significant behaviours
reported more often by the nurses in anosognosics were confabulations and passivity, as well as to a
lesser degree a lack of interest, absence of worries, and indifference. All these behaviours are closely
related to the definition of AHP itself, and converge with the frequent association of anosodiaphoria
(see above). However, these behaviours were mainly noted in the Hyperacute, but not Subacute
stage. This suggests that they might represent factors correlating with the “risk” of developing AHP,
but not be necessarily present and causally linked with AHP. Furthermore, we found no relation with
states of anxiety, mood (depression or mania), angriness, and even tendency to show or not show
catastrophic reactions. Moreover, a measure of optimistic traits did not indicate any premorbid
dispositional bias to positiveness. Hence, anosognosics made unrealistic judgments concerning their
motor performance and recovery but this “optimism” was limited to their neurological motor ability
rather than a more general attitude or personality traits. Taken together, these results do not
provide support to the suggestion that AHP might reflect a particular affective reaction to the
distress induced by the deficits, although they do not rule out that emotional and motivational
factors might contribute to unawareness or denial of motor weakness.
4.3 Evolution of AHP
Because our prospective survey included two evaluations in the early time-window post-stroke
onset, when the greatest remission rate of anosognosia occurs, we were able to observe the
evolution of AHP in parallel to other impairments. As expected, all neurological and
neuropsychological deficits improved after the first week. Even though the rate of improvement was
generally similar across the different deficits, the pattern of decreases for AHP was mainly correlated
with the degree of changes in proprioceptive loss, visuo-spatial neglect, disorientation and
hemianopia. In other words, patients who showed the best / worst recovery of anosognosia were
those who also showed the best / worst remission for these symptoms. These results on the timecourse of AHP thus converge with those of our multiple regression analysis, and further highlight the
role of proprioception disorders and neglect in AHP during Subacute stages.
Moreover, it is possible that different factors are crucial at different times. In the Hyperacute phase,
the more discriminative factor was proprioception, while, neglect appeared to be more
92
Recherches - Etude 1
discriminative in the Subacute phase. These results suggest that none of these neurological
impairments alone is sufficient for AHP, but the presence of multiple deficits might be needed to
combine together in order to produce AHP, with the relative importance of each factor depending on
the severity of other concomitant deficits.
Finally, we found that AHP was very uncommon in the Chronic stage. Only one patient was still
anosognosic at the 6-month follow-up. Nevertheless, the presence of AHP phenomena (as measured
by our composite score) was still significantly associated with neglect, but also related to more global
impairments in cognitive functions (including memory and orientation).
4.4 Anatomical substrates
In agreement with clinical findings suggesting a multifactorial origin, our voxel-based lesion mapping
analysis revealed that AHP was associated with damage to a selectively distributed set of brain
regions. Note that our statistical mapping approach (Bates et al., 2003; Verdon & Vuilleumier, in
press) took into account the relative degree of severity of AHP, using a continuous value (based on a
composite score from two complementary scales), rather than a dichotomous classification between
AHP and non-AHP patients based on an arbitrary cut-off threshold (obtained from a single scale). This
differs from previous attempts to identify the neuro-anatomical substrates of AHP (e.g. Karnath,
Baier, & Nagele, 2005; Berti et al., 2005; Bisiach et al., 1986b), which generally compared the overlap
of lesions between two groups of patients (with vs without the disorder). Our approach might
therefore be more sensitive to reflect the clinical variety and potential heterogeneity of anosognosia.
For AHP in the earliest period, we found that lesions affecting the anterior insula, as well as the
anterior internal capsule and anterior paraventricular white-matter (extending into the rostral
caudate nucleus) were the most distinctive to discriminate anosognosics from nosognosics.
Additional lesions in premotor areas, dorsal cingulate, parieto-temporal cortex, and medial temporal
lobe (hippocampus and amygdala) were associated with a more persistent disorder in the later
period after one week. Because the lesion mapping was based on neuroimaging data acquired during
the first week, these results suggest that AHP may emerge in the Hyperacute phase when these
additional brain areas are dysfunctional (due to ischemic penumbra or diaschisis) but subsequently
remain spared, while AHP tends to persist in the Subacute phase only when larger structural lesions
are constituted, touching multiple specific regions. Consistent with this, a correlation between AHP
and total lesion size became significant only in the Subacute phase.
93
Recherches - Etude 1
Our findings for the Hyperacute phase converge with the recent report of Karnath et al. (2005) that
insula damage is frequently present in patients with AHP. The insula is not only implicated with body
ownership, perceived agency, and interoceptive representations of body states (Craig, 2002, 2009;
Critchley`, Wiens, Rotshtein, Ohman, & Dolan, 2004), but its anterior part is also involved in error
monitoring (Magno, Foxe, Molholm, Robertson, & Garavan, 2006; Taylor, Stern, & Gehring, 2007)
and in the processing of uncertainty (Harris, Sheth, & Cohen, 2008). Thus, together with the anterior
cingulate cortex and basal ganglia, the insula plays a key role in brain circuits necessary for
performance monitoring and ensuing behavioral adjustments (Ullsperger & von Cramon, 2006b). All
these structures were also more frequently damaged in our patients with AHP, along with whitematter connections in subcortical frontal regions. Damage to these circuits could therefore disrupt
the neural systems normally responsible for the monitoring of motor actions and errors (Vocat &
Vuilleumier, 2009). Such a disruption may prevent the cognitive and affective processing necessary
for an appropriate adjustment of beliefs and checks in response to abnormal appreciation of
sensorimotor state.
However, lesion mapping results for the Subacute phase revealed that other structures were also
important for sustained anosognosia, including premotor areas as well as more posterior temporal
and parietal areas. These findings confirm and extend the recent study of Berti et al. (2005),
suggesting a crucial role for the premotor cortex in AHP (unlike Karnath et al., 2005). According to
these authors, premotor areas may not only mediate motor initiation and preparation but also
generate an corollary signal which will then serve to monitor and adjust ongoing movements, by
comparing a feedforward copy of motor commands with feedback information received through
proprioception (Blakemore et al., 2002). A loss of motor corollary signals due to premotor lesions
might lead to a loss of internal representations of motor intentions and thus prevent patients to
recognize their weakness (Heilman et al., 1998).
In addition, damage to the right temporo-parietal junction (TPJ) is consistent with classic
neuropsychological studies that reported that AHP and asomatognosia are common disorders after
parietal lobe lesions (Bisiach et al., 1986b; Feinberg et al., 1990). The right TPJ is critically implicated
in spatial attention (Halligan, Fink, Marshall, & Vallar, 2003), and damage to this region leads to left
hemispatial neglect (Mort et al., 2003). Accordingly, neglect has often been suspected to play an
important role in AHP (Bisiach et al., 1986b; Cutting, 1978; Hier et al., 1983; Starkstein et al., 1992;
Vuilleumier, 2000), and the current study clearly demonstrates that extrapersonal neglect is one of
the major neuropsychological disorders correlating with both the severity and time-course of AHP. In
contrast, we found that personal neglect was not associated with AHP, and may have distinct
94
Recherches - Etude 1
anatomical correlates (Committeri et al., 2007). Furthermore, a subcortical extension of lesion into
the parietal white-matter may be particularly harmful because it could produce both spatial neglect
and proprioceptive loss due to the convergence of different fiber tracts – a combination of deficits
that was commonly associated with AHP in our study. AHP has also been reported after subcortical
lesion due to right thalamic (Karussis, Leker, & Abramsky, 2000) or capsular-lenticular strokes (Bisiach
et al., 1986b; de la Sayette et al., 1995), which might induce frontal or parietal dysfunction due to
disconnection or diaschisis.
A less expected finding in our study was the correlation of AHP with damage to the amygdalohippocampal complex in medial temporal lobe. These regions are known to play a key role in
memory and emotion. The hippocampus subserves the encoding of events in episodic memory
(Squire, 1992) and lesions in this area disrupts the integration of new information into
autobiographic knowledge. The amygdala is a structure critically implicated in emotional processing
and learning (Phelps & LeDoux, 2005), with a particular importance for fear (Ohman & Mineka, 2001)
and, more generally, for the appraisal of self-relevant stimuli (Sander, Grafman, & Zalla, 2003). Thus,
lesions to this structure may cause a loss of fear responses (Adolphs et al., 2005) as well as an
incapacity to take into account various forms of feedback that are relevant for subsequent behavioral
adjustments (Ousdal et al., 2008). In the case of anosognosia, it is tempting to speculate that damage
of these two structures could lead to deficient processing of the abnormal or threatening feedback
generated by a paralyzed limb and motor failures, as well as to greater forgetfulness of these events.
Consistent with this hypothesis, our results indicated a mild correlation between memory difficulties
and AHP in the Subacute (one week) and Chronic (6 months) phases, and a previous study on
emotional behavior in acute stroke showed that subjective reports of fear were reduced in
anosognosic patients (Ghika-Schmid et al., 1999).
To sum up, our results dot not only extend but also reconcile the apparent discrepancies between
previous studies on the neural bases of AHP, which variably pointed to the parietal lobe (Bisiach et
al., 1986b), insula (Karnath et al., 2005), or premotor areas (Berti et al., 2005). We show that no
single brain area seems to be sufficient by itself to produce AHP. Indeed, no single region was
damaged in 100% of anosognosic patients. Rather, a complex network of interacting cerebral regions
seems likely to be implicated in the occurrence and persistence of this disorder. The critical lesions
might also act by disconnecting white-matter pathways between subcortical and cortical areas in
both anterior and posterior brain regions. In agreement with this, two recent meta-analyses (Orfei et
al., 2007; Pia et al., 2004) proposed that AHP could result from damage to neural circuits between
parietal, frontal, and subcortical regions that are thought to subserve motor awareness.
95
Recherches - Etude 1
Alternatively, the convergent evidence from clinical and anatomical results in our study indicate that
lesions within this network may lead to a combination of deficits in proprioception, spatial attention,
motor programming, action monitoring, memory, and/or affective processes, consistent with the
view that AHP reflects a multi-component disorder. Each of these functions might potentially be
affected in AHP, but perhaps to different degrees or with different combinations in different
patients.
However, it must be noted that anatomo-functional mapping results in our study like those of all
previous studies were based on structural lesion data, often acquired in post-acute stages, whereas
functional defects in regional cerebral blood flow have not been systematically examined during the
Subacute stage, when AHP is more frequent and more severe. Future studies should usefully exploit
perfusion-based measures of brain activity to clarify the critical changes associated with AHP and its
clinical fluctuation in the early days after stoke.
4.5 Conclusions
Our prospective assessment of AHP in a large group of right-brain damaged patients provides
important insights about its multi-factorial determinants and temporal evolution. Several other
deficits were found to distinguish patients who were unaware or aware of their hemiplegia, involving
neurological functions (i.e. proprioceptive loss, most notably in the Hyperacute phase) as well as
neuropsychological functions (e.g. visuo-spatial neglect, but also disorientation and memory
impairment, most notably in the Subacute phase). These deficits may play a key role in the
production of AHP, even though different “cocktails” of deficits could potentially arise in different
patients with AHP. By contrast, personal neglect, basic frontal lobe functions, and purely
psychological factors such as optimism or mood changes, did not seem to play a significant role. In
accord with the notion of a multi-component syndrome, our anatomical mapping results further
indicated that AHP was associated with multi-focal lesions in distributed brain areas, including insula
and anterior subcortical / basal ganglia regions, prefrontal cortex, temporo-parietal areas, and
amygdalo-hippocampal structures. Such lesions may lead to deficits in interoceptive representations
of bodily states, self-monitoring, motor programming and feedforward control, spatial attention, as
well as emotional processing and learning, which might add up or interact together to produce a
similar behavioral outcome. Different degrees of damage to each of these components might also
lead to different forms of AHP, and thus underlie some dissociations or variations in clinical
manifestations, such as between full denial and anosodiaphoria, or between implicit and explicit
recognition of the deficit (Vocat & Vuilleumier, 2009).
96
Recherches - Etude 1
These results are broadly consistent with the recent “two-factors” theory (Davies et al., 2005) or ABC
hypothesis (Vuilleumier, 2004) of AHP, according to which an impairment in one or many
components necessary for the “appreciation” of the deficit (e.g. proprioception and spatial attention)
might cause AHP (or not) depending on the severity of additional dysfunction in “belief” or “check”
components (e.g. related to monitoring or affective processes). Thus, in some cases, AHP might
primarily arise due to a severe disruption of check components despite minor losses in
proprioception and a lack of neglect. This ABC combinatorial rule would be consistent with the
occasional double dissociations observed (in our study and others) between AHP and some deficits
that are otherwise known to be strongly correlated with AHP (e.g., spatial neglect). However, the
exact cognitive processes underlying each of the ABC components and their neuroanatomical
correlates still remain to be better characterized. Future studies will need to explore more specific
abilities associated not only with sensory and motor functions, but also related to reasoning, belief
formation, error monitoring and affective processing.
Acknowledgements
This work is supported by grants from the Swiss National Science Foundation to PV (GLAASS : the
Geneva-Lausanne Anosognosia in Acute Stroke Study) and a fellowship from the E. Boninchi
Foundation to RV. We thank Prof. Theodore Landis for allowing the recruitment of patients in the
clinic of neurology in Geneva (HUG) and Dr Patrick Michel for recruitment in the department of
neurology in Lausanne (CHUV). Thanks to Julien Bogousslavsky for his contribution to the design of
the study.
97
98
2.2
Etude 2
Anosognosics are bad at riddles
(Article en préparation)
Auteurs
Roland Vocat et Patrik Vuilleumier
99
Recherches - Etude 2
Abstract
Anosognosia for hemiplegia (AHP) is defined as a lack of awareness for a motor incapacity after a
brain lesion. Even after 100 years of interest, it remains still poorly understood. Many associations
and dissociations with other deficits have been highlighted but no specific cognitive or neurological
impairment could have been identified as a unique causative factor of AHP. Recently, Vuilleumier
(2004) proposed that a failure to update current beliefs about one’s health and motor capabilities
might be a possible participating factor of AHP. Here, we present data that are compatible with this
view. Anosognosics, nosognosics and controls passed a test in which they had to guess words with
the help of five clues, given one after the other, with a progressive informative content. After each
clue, participants had to propose a word and give their level of confidence. Compared to the others,
anosognosics were abnormally overconfident in their responses, even when information was clearly
insufficient. Moreover, even in the presence of incongruent new information, they stuck to their
“false” beliefs rather than modify them. This tendency was not explained by a general deficit in
reasoning, as all groups solved the same amount of riddles on average. These results indicate that
such deficit in the generation and adjustment of beliefs may be a factor contributing to the
occurrence and persistence of anosognosia. Patients could lack awareness partly because they
cannot “update” their past beliefs about health and functioning.
100
Recherches - Etude 2
1. Introduction
Anosognosia is a striking neurological symptom that manifests as an unawareness and a lack of
concernment for a neurological deficit (hemiplegia, hemianopia, neglect, …) after a brain lesion. Its
name comes from the french neurologist Babinski (1914) when he described a patient with a full
hemiplegia that can’t recognize her motor deficit despite confrontations.
The lack of awareness can affect the deficit itself (e.g. “I’m able to move my left arm”) but also its
consequences in a particular action (e.g. “I can open a bottle”) and / or its general implications in life
(e.g. “I can go back to work”). It can be specific to one particular deficit but sparing other deficits (e.g.
anosognosia for hemiplegia of the arm with preserved awareness for a motor deficit of the leg). All
these dissociations render this phenomenon difficult to study in a standardized way. Moreover,
existing theories about anosognosia show weak validity, as there are always cases that make
exceptions. The explanation of this phenomenon is still a matter of debate and no theory is sufficient
to explain all the manifestations and possible dissociations of anosognosia. The most studied deficit
in the anosognosic field is anosognosia for hemiplegia (AHP), partly because this phenomenon could
be easily measured and confronted.
Babinski (1914) found that AHP was regularly linked to hemianesthesia. Bisiach et al. (1986b) insisted
on the particular relation between AHP and neglect. For Weinstein & Kahn (1955), psychological
defense mechanisms could not be excluded. The discovery theory of Levine et al. (1991) proposed
that AHP could emerge with a conjunction of a global cognitive impairment and a deficit of
proprioception. Motor neglect has been highlighted as a possible causative factor by Heilman (1991).
A deficit of the comparator that matches predicted and actual movement has also been supposed
(Frith et al., 2000).
More recent works (Davies et al., 2005) evoked the possibility of multiple causative factors.
According to these authors, AHP could emerge in the presence of various combinations of two
deficits. Vuilleumier (2004) pushed this idea further in his ABC model, proposing that diverse
combinations of many deficits could differently affect the appreciation of a plegia. He added the
possibility that the faculties of modifying one’s beliefs and the aptitude to check in case of
uncertainty could also contribute to AHP. In a recent prospective study (Vocat et al., in preparation),
we also showed that different combinations of deficits have a different impact on the persistence of
101
Recherches - Etude 2
AHP. Whereas neurological deficits were sufficient to produce AHP in the acute stage after the
stroke, more cognitive impairments were crucial for its persistence.
More than showing a right-hemispheric predominance in the generation of AHP (Adair et al., 1995a;
Breier et al., 1995; Gilmore et al., 1992; Lu et al., 2000; Lu et al., 1997), neuroanatomical studies
managed to highlight some brain regions that play a certain role in AHP, including the insula (Karnath
et al., 2005), premotor, motor and sensory areas (Berti et al., 2005), thalamus (Starkstein et al., 1992)
or more generally a complex cortico-subcortical circuit underlying awareness of motor acts (Pia et al.,
2004). Instead of making a dichotomic cut of AHP, as it was done in the previous cited studies, we
(Vocat et al., in preparation) took into account the severity of AHP (according to two different
evaluations) and made overlap lesions at two different times: a first one three days after the stroke
and a second time one week later. We found that a lesion to the anterior insula was most distinctive
for the acute stage, whereas seven days later, the persistence of AHP was associated with additive
lesions, interesting the premotor area, the temporo-parietal junction, the hippocampus and the
amygdala.
The limitations of these studies are that even if they can isolate some important brain regions
implicated in the emergence of AHP, they can hardly give some clues about the specific cognitive
mechanisms involved.
In his ABC model, Vuilleumier (2004) makes the hypothesis that AHP may appear and persist partly
because of a deficit in the generation and adjustment of one’s beliefs in face of uncertainty. If
anosognosics still rely on their past beliefs about their health and are not able to modify them
according to their current condition (due to multiple altered sensory feedbacks), their verbal
justifications would not seem so strange and even rational. In this idea, we developed a new test that
addressed this issue. This test brought participants in a condition where they felt uncertain about
what they thought. The aim was to observe how they create new beliefs and how they behave in the
presence of incongruent information with these beliefs.
102
Recherches - Etude 2
2. Method
2.1 Population
Our test has been administrated to 11 control participants (mean age 62.8 +/- 9.6, 8 women, all righthanded, with no historical injury implicating the brain). We also had it passed by 9 patients with a full
hemiplegia consecutive to a right hemispheric brain stroke. We measured the severity of AHP
according to the classical scale of Bisiach et al. (1986b). 5 patients (mean age 56.4 +/- 16.8, 3 women,
all right-handed) were able to give a good description of their plegia (Bisiach scale at 0 for all of
them) and constituted the nosognosic group, whereas 4 patients (mean age 60 +/- 10.2, 2 women, all
right-handed) had a full anosognosia (all had a score of 3 at the Bisiach scale) and were included in
the anosognosic group.
2.2 Clues Test
The task of the participants was to guess 10 words using a succession of 5 verbal clues per word.
These clues were presented visually on a laptop in front of the patients and appeared one after the
other. They remained displayed until the end of each riddle. In addition to this visual input, the
experimenter read aloud all the displayed clues, after the appearance of each new clue.
Following each clue, participants had to propose verbally a possible word that could eventually
correspond to the current clue(s). If they could not find any word, they had the possibility to directly
jump to the next clue but were encouraged to search for a possible word. When an answer was
given, the experimenter taped the proposed word on the laptop and validated it. Then, participants
had to rate their level of confidence in their proposal. This rating ranged from “0” (completely
unsure) to “8” (completely sure) and was followed by the next clue. If no word had been proposed,
this rating was eluded. After the fifth and last clue, the rating of confidence was directly followed by
the display of the “correct” word that corresponds the best to all the clues. No other feedback on
accuracy was given until this final clue.
Importantly, the 5 clues were “arranged” to have a progressive informative content. The first clue
was voluntarily evasive enough to have multiple “rightful” responses but successive clues were more
and more precise in a way that the possible answers were less and less numerous. The fifth clue left
generally no doubt about the correct answer to the riddle. Figure 1 shows an example of one of the
ten riddles (which can be found in the “Annexes” section). The riddles were presented in a random
order across participants. The test was administrated about one week after the stroke.
103
Recherches - Etude 2
1) My weights is approximatively 300 grams
2) I produce a regular sound
3) Sport makes me feel excited
4) I am usually on the left rather on the right side
5) Lovers often draw me
Figure 1. Example of one of the ten riddles with its five clues.
For each participant, we calculated a measure of the level of confidence for the 1st, 2nd, 3rd, 4th and 5th
clue by taking the mean of the ratings for the ten riddles.
On a qualitative point of view, we could classify each of the 50 responses of each participant as
“correct response” (if it corresponded to the correct word of the riddle), “false response” (if it did not
correspond), “repetition” (if a same false response was given more than once after a supplementary
clue) and “no response” (if the participant couldn’t report any word).
For each participant, a global score of reasoning was also obtained by taking the number of riddles
that could be resolved, namely a correct answer after the last and fifth clue.
The final step of this synthesis of information was achieved by taking for all these different scores the
mean of all the participants, according to their group: the controls, the nosognosics and the
anosognosics.
For statistical testing, we made comparisons between the three groups on all these different scores
using the non-parametric Mann-Whitney U-test (as we had asymmetrical distributions of scores). The
p-value threshold for significance was fixed at 0.05.
3. Results
Firstly, every participant reported the enjoyable feature of the test. They had pleasure to deal with
the riddles and were very implicated in finding the correct words. This motivational factor was very
important, as it somehow comforted the validity of our measure.
104
Recherches - Etude 2
The three different groups were not significantly different according to their mean age (anosognosics
vs nosognosics, p=.999; anosognosics vs controls, p=.503; nosognosics vs controls, p=.606).
8
Level of confidence
7
6
5
4
3
2
1
0
1st clue
2nd clue
Controls
3rd clue
4th clue
Nosognosics
Anosognosics
5th clue
Figure 2. Evolution of the level of confidence reported by controls, nosognosics and anosognosics for each of the five clues (mean from the
ten riddles). This level of confidence was obtained just after the participant proposed his words. It ranged from 0 (completely unsure) to 8
(completely sure).
Concerning the evolution of the level of confidence (ranging from 0 to 8, see figure 2) for the
proposed responses, anosognosics significantly showed a higher “certainty” after the first clue than
nosognosics (p=.016) and controls (p=.006). This result persisted after the second (p=.016 and
p=.003, for respectively nosognosics and controls) and the third clue (p=.032 and p=.001, for
respectively nosognosics and controls). After the forth clue, levels of certainty for anosognosics were
still significantly different from controls (p=.006) but failed to be significant for nosognosics (p=.190).
The fifth and final clue erased the differences between anosognosics and both nosognosics (p=.413)
and controls (p=.138). Interestingly, nosognosics and controls didn’t show any difference in the level
of confidence for all the five clues (.510 < p < .913).
Regarding the quality of all the 50 responses, anosognosics showed significantly (p=.032) less correct
responses than nosognosics. A similar tendency showed up between anosognosics and controls
(p=.078). Analysing the nature of their errors (see Figure 3), we observed that anosognosics repeated
105
Recherches - Etude 2
a preceding wrong response more often than nosognosics (p=.016) and controls (p=.006), whereas
these two groups gave the same amount of repetitive responses (p=.51).
12
10
8
6
4
2
0
Repetitions
Controls
Resolutions
Nosognosics
Anosognosics
Figure 3. Number of repetitions (mean false words that have been proposed more than once in the same riddle) and resolutions (mean
correct responses after the fifth clues) for controls, nosognosics and anosognosics.
Interestingly, when we looked at the number of resolved riddles, namely the accuracy of the final
word proposed (see Figure 3), we found no significant difference between anosognosics and
nosognosics (p=.111) or controls (p=.412), these latters not being different either (p=.583).
4. Conclusions
In our task, the beginning of each riddle was full of uncertainty. The first clues were voluntarily
evasive enough to create in every healthy participant a feeling of doubt that makes them propose a
word with appropriate caution. These conditions of poor informative content were artificially created
in a guessing task on the purpose to “simulate” the degraded feedbacks (due to neglect, hemianopia,
hemianesthesia, …) that are usually associated with AHP. Our aim was to observe, in similar and
controlled uninformative conditions, how controls, nosognosics and anosognosics patient would
behave. We showed with this task that during the three first clues, where the informative content
was still poor, anosognosics were abnormally overconfident of their own thought, instead of being
106
Recherches - Etude 2
cautious like controls and nosognosics. It seemed like anosognosics couldn’t experience “doubt”
anymore. Their confidence was like “given” with the formation of the new belief and couldn’t be
relativized, as their focus on their own belief made them like blind to the numerous other possible
answers.
Moreover, even in the presence of incongruent new information, anosognosics seemed to stick to
their “false” beliefs rather than modify them. More than nosognosics or controls, they repeated a
same incorrect response, even when they had to deal with a new clue that didn’t exactly fit their
belief. They had a tendency to find “non-obvious” but still “plausible” connections between a false
word and incongruent information. Where nosognosics or controls would change their mind and find
another word that suited better all the clues, anosognosics tended to find in the clues the very thin
link that could justify the word they had in mind. They did not just persevere automatically on their
responses; they found reasons to do this and verbally explicited it. For example, an anosognosic
patient said, for the riddle in figure 1, after the second clue: “it is just as I thought, it is ‘‘small bread’’,
as when we cut the bread, the knife on it… it can make a regular noise!”
Ramachandran (1995) proposed to consider the left hemisphere as a “story-teller” that takes all
information in a given situation and builds the most plausible “story” with it (see also Gazzaniga,
2000). In this process, relevant congruent informations are highlighted and incongruent elements are
made silent, as if they were pulled out of the consciousness field. The role of the right hemisphere
would be to act as a “devil’s advocate” that would usually question the beliefs made by the left
hemisphere, by signalling the “other stories” that could have been made with the same elements but
also with the possible new elements that are incongruent with the ongoing “adopted” story. This way
of dealing with information would allow a subjective feeling of continuity, comprehension and
coherence of the phenomenology (thanks to the left hemisphere), with also some adaptive functions
(triggered by the right hemisphere), that permit the reconstruction of the sense of the information.
In the case of anosognosics, who had a right hemispheric stroke, this devil’s advocate could have
become mute. The simple fact to have a previous belief about something may render the integration
of possible incongruent information very unlikely. Instead of detecting “obvious” errors and modify
their belief accordingly, anosognosics seemed to “force” some “non-obvious” congruent information
to show up, illustrating the potential of human imagination to find links where there is no obvious
ones. Our study gives some kind of supportive data to this theory, as anosognosics patient reported a
strong feeling of certainty of their own “story” or current beliefs, even with not enough information,
and showed to be less able to confront these beliefs to incongruent information and to adjust them.
107
Recherches - Etude 2
Though, after five clues of progressive informative content, even anosognosics patients were able to
modify their thoughts to find the correct answers, as good as controls or nosognosics. The
progressive amount of information in the successive clues was associated, in case of a false belief,
with a progressive feeling of incongruence. For nosognosics and controls, a small feeling of
wrongness was sufficient to elicit a re-conceptualization of the response. With more repetitive wrong
responses, anosognosics showed a need of a bigger amount of incongruence to initialize this reconceptualization. The threshold to bring doubt to the current belief may be increased, due to the
lesion site, in anosognosic patient. This observation is congruent with the fact that anosognosia is
transient: as the patient progressively recovers from the stroke and related neurological defects
(associated with more informative feedbacks), anosognosia tends to disappear. This view supports
the potential benefits of daily confrontation with the deficit to enhance awareness and facilitate
rehabilitation.
Due to this overconfidence and a failure to integer incongruent information, anosognosics patient
may not be able to modify their past beliefs about themselves (“my left arm is fully functional”),
simply because they found no reason to modify them.
Recent theories about AHP highlighted the etiological importance of the motor planning and the
motor intention disruptions (Berti et al., 2005; Heilman, 1991; Vallar, Bottini, & Sterzi, 2003). These
theories agreed now with the fact that neurological deficits are not sufficient to fully explain AHP.
Deficits of higher processing level are hypothesized to be involved. In our study, we even made a
step further, as we could demonstrated, for the first time at our knowledge, that these deficits don’t
necessarily imply specific functions related to motor actions or attention. We think that this
disruption is neither necessary nor sufficient to lead to anosognosia, but that, in congruency with the
ABC model, it offers a fertile field, if co-occurrent with other deficits, to the development of
persistent anosognosia.
Acknowledgements
This work is supported by grants from the Swiss National Science Foundation to PV (GLAASS : the
Geneva-Lausanne Anosognosia in Acute Stroke Study) and a fellowship from the E. Boninchi
Foundation to RV.
108
2.3
Etude 3
Unavoidable errors : a spatio-temporal analysis of time-course and
neural sources of evoked potentials associated with
error processing in a speeded task
(Article publié dans la revue « Neuropsychologia » en 2008, n°46, pp. 2545-2555)
Auteurs
Roland Vocat, Gilles Pourtois et Patrik Vuilleumier
109
Recherches - Etude 3
Abstract
The detection of errors is known to be associated with two successive neurophysiological
components in EEG, with an early time-course following motor execution: the error-related
negativity (ERN/Ne) and late positivity (Pe). The exact cognitive and physiological processes
contributing to these two EEG components, as well as their functional independence, are still partly
unclear. Furthermore, these components are typically obtained in conditions where errors are rare
events relative to correct trials, and thus presumably implicate other cognitive and motivational
processes besides error monitoring. Here we investigated error processing using high-density scalp
ERPs and advanced topographical analyses in healthy participants, during a new Go/noGo task that
led to many errors within a relatively short period of time, yet without generating frustration or
insufficient motivation. ERP results showed the presence of two distinct electrophysiological markers
of error monitoring (ERN/Ne and Pe) during this task, even though errors were practically as frequent
as correct responses. Topographic mapping analyses showed for the first time that both the ERN/Ne
and Pe elicited a specific distribution of electrical activity relative to correct responses (not just a
change in the amplitude of electric signals), suggesting the activation of a distinct configuration of
intracranial generators during error detection. This was confirmed by additional analyses using dipole
source localization, showing generators in anterior cingulate cortex contributing to the ERN/Ne, but
in more posterior cingulate regions for Pe. Moreover, we found that, across all participants, the
magnitude of the ERN/Ne correlated with the level of state anxiety, even in the subclinical range,
whereas the Pe was correlated negatively with the total number of errors and positively with the
improvement of response speed on correct trials. By contrast, no significant relation was found
between error monitoring ERPs and individual measures of impulsivity. Taken together, these data
suggest that these two successive EEG components associated with errors reflect different
monitoring processes, with distinct neural substrates in cingulate cortex. While ERN/Ne processes in
anterior cingulate might primarily mediate error detection, Pe processes in posterior cingulate might
be more directly related to behavioral adjustment based on the outcome of current actions.
110
Recherches - Etude 3
1. Introduction
The detection of errors is of major importance for adaptive behavior, as registering unwanted selfgenerated outcomes is the first step to subsequently enhance and adjust one’s own responses or
actions (Frith et al., 2000; Ridderinkhof, van den Wildenberg, Segalowitz, & Carter, 2004). Abundant
work in psychophysiology and neuroscience (Falkenstein, Hoormann, Christ, & Hohnsbein, 2000; van
Veen & Carter, 2006; Yeung, Cohen, & Botvinick, 2004) has suggested that specific processes in the
human brain mediate a dedicated error-detection system, primarily centered on the anterior
cingulate cortex (ACC; e.g. see Dehaene, Posner, & Tucker, 1994; van Veen & Carter, 2002a). The ACC
function seems critical to rapidly signal the occurrence of incorrect actions so as to alter subsequent
behavioral responses.
Using EEG and ERP measures, researchers have identified two specific and highly-reproducible errorrelated components that may arise with a variety of tasks and stimuli (Falkenstein et al., 2000). First,
the “ERN” (Gehring, Coles, Meyer, & Donchin, 1990; Gehring, Goss, Coles, Meyer, & Donchin, 1993)
or “Ne” (Falkenstein, Hohnsbein, Hoormann, & Blanke, 1991) is an early negative deflection (<100 ms
following motor execution), with a maximum amplitude over fronto-central electrodes along the
midline (FCz scalp position), whose putative intracranial generators are often attributed (Dehaene et
al., 1994; van Veen & Carter, 2002a) to the rostral ACC region (but see Herrmann, Rommler, Ehlis,
Heidrich, & Fallgatter, 2004 for more caudal ACC estimates). The early time-course of the ERN/Ne is
consistent with an automatic stage of error detection (Nieuwenhuis, Ridderinkhof, Blom, Band, &
Kok, 2001; Scheffers, Coles, Bernstein, Gehring, & Donchin, 1996), or with a detection of conflict
between the actual response and the desired state (Carter et al., 1998). According to Gehring et al.
(1993), the ERN/Ne onset is too rapid to be linked with sensory or proprioceptive feedback, and
might result from some internal monitoring processes operating on a representation of the action
command (Carter et al., 1998).
Unforced errors, relative to correct responses, often elicit another more sustained positive activity
following the ERN/Ne: the “Pe” (see Falkenstein et al., 2000). This component exhibits a more
posterior and central scalp distribution (maximum at Cz) compared to the ERN/Ne. Although its exact
role in error monitoring is still debated, this second error-related ERP component may reflect a
subsequent adaptive mechanism activated to adjust post-error decisions (Falkenstein et al., 2000).
Alternatively, it has also been proposed that the Pe may correspond to a subsequent, more conscious
stage of error detection (Hester, Foxe, Molholm, Shpaner, & Garavan, 2005; Nieuwenhuis et al.,
111
Recherches - Etude 3
2001) or to some other process associated with error-context updating similar to P300 activity on
correct responses (Leuthold & Sommer, 1999). The putative generators of Pe have also been
estimated within the ACC region, though one study suggested a more rostral location relative to the
ERN/Ne (Van Veen & Carter, 2002b). The exact distinction between ERN/Ne and Pe therefore
remains unclear in terms of both functional significance and anatomical sources.
In many ERP studies, the time-course of error processing has been studied using interference
paradigms such as the Stroop task (MacLeod, 1991) and the Eriksen flanker task (Eriksen & Eriksen,
1974), or speeded tasks such as Go-noGo paradigms (Falkenstein et al., 2000). However, these tasks
typically require a large number of trials (several hundreds) to obtain a sufficient amount of errors
for ERP analyses. Therefore, error-related components are generally associated with conditions
where errors are not only deviant but also rare events relative to correct trials, implying that other
cognitive and motivational processes might be triggered during these events besides error
monitoring alone. In addition, the large number of trials in classic error monitoring tasks also
constitutes a limiting factor to explore monitoring functions in clinical populations or brain-damaged
patients, who may present with sustained attention difficulties, executive disorders, language
problems, and/or spatial neglect that would hamper performance on such tasks. These limitations
may account for the rarity of ERP studies investigating error monitoring in brain damaged-patients
(Gehring & Knight, 2000; Stemmer, Segalowitz, Witzke, & Schonle, 2004; Ullsperger, 2006; Ullsperger
& von Cramon, 2006b; Ullsperger, von Cramon, & Muller, 2002).
A first goal of our study was to overcome these limitations, by developing a new speeded Go/noGo
task that is easy to administer, has a short total duration (<30 minutes), and induces as many errors
as possible (i.e. almost as frequent as correct responses) but without excessive frustration. By
adjusting the task difficulty individually (through calibration phases), we were able to obtain a similar
amount of errors in every participant (~ 40% of false alarms on noGo trials), ensuring that any
comparison between individuals would not be confounded by differences in the number of trials
used for ERPs. Thus, our procedure allowed us to determine if the frequent errors occurring in this
task could generate ERN/Ne and Pe components similar to previous studies in which errors were rare
events. Because errors (false-alarms) were practically as frequent as correct noGo responses in our
task, error-related ERPs should not be mixed with other factors related to rarity or irregularity of
these events.
A second objective of our study was also to better characterize the electrophysiological sources and
specificity of the ERN/Ne and Pe, using advanced topographic analyses and dipole localization
112
Recherches - Etude 3
methods. As pointed out by several authors (Coles, Scheffers, & Holroyd, 2001; Vidal, Hasbroucq,
Grapperon, & Bonnet, 2000), there is a striking similarity between the ERN/Ne waveform generated
by errors and the ERN/Ne-like waveform generated by correct responses (sometimes referred to as
the “Correct-Response Negativity” or CRN (Bates`, Kiehl, Laurens, & Liddle, 2002; Pailing &
Segalowitz, 2004a). This pattern would be consistent with the assumption of a common neural
generator, whereby the same error monitoring system (presumably in ACC regions) might be
activated in these two different situations but with an enhanced magnitude of responses during the
occurrence of failures (i.e. ERN > CRN). Accordingly, Vidal and colleagues (Allain, Carbonnell,
Falkenstein, Burle, & Vidal, 2004; Vidal, Burle, Bonnet, Grapperon, & Hasbroucq, 2003; Vidal et al.,
2000) argued that the ERN/Ne, rather than indexing error detection per se, may reflect either a more
general comparison process (active after both errors and correct responses) or a more basic
emotional/arousal reaction, leading to actual error detection during a second stage reflected by the
Pe component. Uncertain relationships between ERN and CRN might also be partly complicated by
the lesser frequency of errors relative to correct trials, when computing the average ERPs for ERN
and CRN, respectively. Similarly, the distinction between ERN/Ne and Pe might be obscured by nonspecific influences due to the rarity or deviance of error events on both components, despite their
potential divergence for other dimensions of error processing.
Here we addressed these questions by analyzing not only the amplitude and latency of the ERN/Ne
and Pe components using conventional ERP methods (Picton et al., 2000), but also their precise
topographic properties with a spatial cluster analysis (Lehmann & Skrandies, 1980; Morand et al.,
2000; Pascual-Marqui, Michel, & Lehmann, 1995; Pourtois, Thut, Grave de Peralta, Michel, &
Vuilleumier, 2005). This approach allowed us to test whether the scalp topography maps of ERN/Ne
and Pe were qualitatively different for errors, relative to the smaller (but clearly visible) deflections
that usually occur during the same time-window for correct responses (CRN); and whether the
ERN/Ne and Pe reflected partly common or distinct processes. Significant differences in the
topography configuration of generators for the ERN/Ne and Pe to errors in our new paradigm would
confirm the specificity of intracranial sources of these components (Falkenstein et al., 2000), and the
selectivity of their recruitment on error relative to correct trials (Vidal et al., 2000).
Finally, we investigated whether these two different error-related components (ERN/Ne and Pe)
might be influenced by similar or different motivational variables. A few recent studies (Boksem,
Tops, Wester, Meijman, & Lorist, 2006; Bush, Luu, & Posner, 2000; Gehring, Himle, & Nisenson, 2000;
Hajcak, McDonald, & Simons, 2004) have suggested that the ERN/Ne may be at least partly related to
an affective evaluation of action outcomes, relative to current goals and expectations. For instance,
113
Recherches - Etude 3
Boeksem et al. (2006) found a link between the amplitude of the ERN/Ne and sensitivity to
punishment, while conversely the Pe amplitude correlated with a measure of reward sensitivity,
indicating that these two successive error-related components might index the motivational value of
ongoing events, and not only the execution of actual (motor) plans (Boksem et al., 2006; Bush et al.,
2000). Several studies also described changes in the magnitude of ERN as a function of anxietyrelated characteristics, although primarily in clinical populations. ERN/Ne amplitude was reported
(Gehring et al., 2000; Hajcak & Simons, 2002) to be increased in obsessive-compulsive (but see
opposite findings by Nieuwenhuis, Nielen, Mol, Hajcak, & Veltman, 2005), as well as in abnormally
worry-prone students (Hajcak, McDonald, & Simons, 2003) or in individuals with high levels of
negative affect (Hajcak et al., 2004; Luu, Collins, & Tucker, 2000a; Pailing & Segalowitz, 2004b). By
contrast, ERN/Ne is decreased in participants taking anxiolytic drugs (Johannes, Wieringa, Nager,
Dengler, & Munte, 2001; Riba, Rodriguez-Fornells, Munte, & Barbanoj, 2005). The effects of
emotional or motivational factors on Pe are less known.
Here we tested whether individual differences in the amplitude of the ERN/Ne and Pe might be
related to variations in state anxiety as measured by a standard self-report scale (STAI; Spielberger,
1983), to identify any influence of anxious features on error monitoring systems. Because state
anxiety is associated with a modulation of ACC activity in neuroimaging studies (Bishop, 2007; Bush
et al., 2000; Paulus, Feinstein, Simmons, & Stein, 2004) and given the specific involvement of ACC
regions in the generation of the ERN/Ne (Dehaene et al., 1994), we predicted a potential link
between the subjective level of state anxiety and the amplitude of the ERN/Ne, with either a similar
or different pattern for the Pe. However, unlike in previous studies (Hajcak et al., 2004; Luu et al.,
2000a), anxiety levels were always within the normal range in our participants. In addition, we also
determined whether individual differences in impulsivity traits might account for the variance in the
amplitude of the ERN/Ne or Pe across subjects in our new speeded Go/noGo task. Impulsivity
includes different dimensions (such as urgency, lack of premeditation, lack of perseverance and
sensation seeking, see (Whiteside & Lynam, 2001) that might influence error monitoring functions, as
well as adjustment to errors. Moreover, abnormal tendency to impulsivity may result from
dysfunction in medial prefrontal cortical networks (Bechara & Van der Linden, 2005; Chamberlain &
Sahakian, 2007), which are also implicated in executive control and error monitoring. However, the
relationships between impulsivity traits and ERP markers of error monitoring have never been
previously investigated.
114
Recherches - Etude 3
2. Material and methods
2.1 Participants
Sixteen healthy participants (9 women; 2 left-handed) with a mean age of 27 years (S.D. = 2) took
part in the present study. They reported no history of neurological or psychiatric disease and normal
or corrected-to-normal vision. The study was approved by the local university ethical committee.
2.2 Stimuli
Visual stimuli consisted of a simple arrow symbol (subtending 11.4° x 0.05° of visual angle at a 60 cm
viewing distance), that was presented centrally on a white homogenous background, and oriented
either upward or downward (see Fig. 1). The arrow always first appeared with a black color, and
could then turn either green or turquoise, with these two colors matched for luminance. These
different colors were used as imperative cues for the Go/noGo response.
+
Go trials
Go trials
noGo trials
noGo trials
Figure 1. Illustration of the stimuli and task. On each trial, a black arrow was first presented (either upright or inverted, for 500 ms),
followed by a color arrow after a variable delay (1000-2000 ms). The color arrow could either be green and remain with the same
orientation (Go trials; 66.6%); or be green with a different orientation (noGo trials, 16.6%); or be turquoise (noGo trials; 16.6%). Participants
had to respond (by pressing the space bar as fast as possible) only when the arrow became green and kept its initial orientation, but not
otherwise.
2.3 Procedure
Participants were seated in front of a 17-inch laptop LCD screen, and responded with their dominant
hand using the spacebar of the keyboard. Each trial started with a black arrow (upright or inverted),
shown at the screen center for a variable duration of 1000-2000 ms. The black arrow was then
115
Recherches - Etude 3
immediately replaced by a color arrow (green or turquoise) at the same central location, but with
either the same or the opposite (180° inverted) orientation. The color arrow remained on the screen
until the subject’s response (on Go trials) or for a maximum of 1500 ms (on noGo trials). The intertrial intervals (ITI) included a blank screen of 500 ms, followed by a central fixation cross presented
for another 500 ms.
Participants were instructed to perform a speeded color plus orientation discrimination task. They
had to press the response key as fast as possible if the black arrow turned green and kept the same
orientation (Go trials). By contrast, they were asked to not respond if the black arrow turned green
but changed orientation, or if it turned turquoise irrespective of orientation. This manipulation
enabled two types of noGo trials (based on orientation or color, respectively). The variable duration
of the initial black arrow was chosen to avoid any systematic anticipation of the color or orientation
change. Instructions emphasized both speed and accuracy. This task was designed to minimize
memory demands and to allow a straightforward stimulus-response mapping rule, since subjects had
to remember to press a pre-defined button if a black arrow turned green (Go trials) but could ignore
all other cases (i.e. changes in color or changes in orientation; noGo trials).
The experiment was divided into three sessions, each starting with a calibration block (containing 14
trials: 10 Go and 2 noGo of each type), immediately followed by two consecutive test blocks
(containing 60 trials each: 40 Go and 10 noGo of each type). Trials presentation was randomized
within blocks. The whole experiment included 402 stimuli and lasted on average 20 minutes. This
task was easy to understand for all participants, involving a relatively simple stimulus-response
mapping, and requiring no extensive practice or familiarization.
During each calibration block, the mean RT for Go trials was calculated online and used to define an
upper limit for correct Go trials in the subsequent test blocks. Participants were never informed
about this procedure. For the first session, the upper limit was set to 80% of the mean RT from the
first calibration block. For the two subsequent blocks, this upper limit was updated and set to 90% of
the mean RT. This procedure required participants to respond at least 20% faster (first session) or
10% faster (second and third sessions) on Go trials than their average response during the calibration
phase. A more liberal upper limit for the first session (80% of mean RT) relative to the two
subsequent sessions (90% of mean RT) was implemented to accommodate for general practice
effects. Participants received feedback about their speed of decision during the test blocks (on Go
trials). Thus, when a correct response to a Go trial was made with RT above the upper limit, a
feedback screen was displayed (with the words “Too late” in a red frame, for 500 ms), immediately
116
Recherches - Etude 3
following the response (these correct trials were subsequently classified as “Slow Hits”). No visual
feedback was displayed after correct responses made with RT below the upper limit (“Fast Hits”), or
after the critical real errors (classified as “Color False Alarms” or “Orientation False Alarms”
depending on whether the error was due to incorrect color or orientation discrimination,
respectively). Participants were informed that correct but slow responses were considered as errors,
which further motivated them to respond as quickly as possible.
The speed pressure imposed by our procedure promoted the occurrence of many errors, consisting
of irrepressible responses on the noGo trials (unforced errors). Importantly, this manipulation did not
alter the perceived accuracy for performance (see Pailing & Segalowitz, 2004a and our behavioral
results). Yet, we were able to maintain performance of each participant close to 50% correct on the
noGo trials for the whole experimental phase. Thus, this procedure has the double advantage to
control for strategic learning over time and to balance performance across participants (~50%
correct) irrespective of the inherent inter-subject variability in RTs. On the other hand, a possible
disadvantage might be that some frustration is induced in the participants since their tendency to
speed up over the session in order to comply with task demands does not improve their overall
accuracy, but in practice all subjects actually remained highly motivated by the task throughout the
session (and made no omission errors, indicating no progressive loss of attention or interest). To
ensure a constant awareness of task performance for the participant, their cumulated accuracy (in %)
was continuously updated and displayed in the upper part of the screen during each inter-trial
interval (with a central fixation cross). The participant was asked to report verbally his/her errors to
the experimenter, after each response whenever an error was thought to be made, but without any
time constraint (participants knew that at least 2 seconds would elapse before presentation of the
next target). These reports were recorded by the experimenter, and served as an online measure of
awareness of errors. Stimulus presentation and response recording were controlled using E-Prime
software (V1.1, http://www.pstnet.com/products/e-prime/).
2.4 Questionnaire
After completion of the experimental EEG session, all participants except one filled out the state
version of the State Trait Anxiety Inventory (STAI; Spielberger, 1983) as well as the UPPS Impulsive
Behavior Scale (Whiteside & Lynam, 2001). This latter scale provides a measure for four independent
dimensions of impulsivity (urgency, lack of premeditation, lack of perseverance and sensation
seeking).
117
Recherches - Etude 3
2.5 EEG acquisition
Continuous EEG was acquired at 2048 Hz (0-417 Hz band-pass) using a 64-channel (pin-type) Biosemi
ActiveTwo system (http://www.biosemi.com) referenced to the CMS-DRL ground (driving the
average potential across the montage as close as possible to the amplifier zero). Details of this
circuitry can be found on the Biosemi website (http://www.biosemi.com/faq/cms and
http://drl.htm). Electrodes were evenly distributed over the scalp according to the extended 10-20
EEG system. ERPs of interest were computed offline following a standard sequence of data
transformation (Picton et al., 2000): (1) common average reference, (2) ocular correction for blinks
((Gratton, Coles, & Donchin, 1983)) using the electrode FP1, (3) -500/+500 ms epoching around the
motor response onset time, (4) pre-response interval baseline correction (from -500ms to motor
response), (5) artifact rejection (mean of -52.5/+52.5 µV amplitude scale across participants), (6)
averaging for each of the 4 experimental conditions (Fast Hits, Slow Hits, Color FA and Orientation
FA), and (7) 1-30 Hz digital filtering of the individual average data.
2.6 EEG data analyses
2.6.1 Conventional ERP analyses
For the ERN/Ne amplitude and latency, we detected (Picton et al., 2000) the maximum negative peak
value during the 0-100ms interval at electrode FCz, for each condition and each subject separately.
For the Pe amplitude, we detected the maximum positive peak value during the 100-300ms interval
at electrode Cz. The selection of these two specific scalp locations was based on the topographic
properties of the present dataset (see below). Statistical analyses were performed on the amplitude
and latency of each peak using conventional pairwise Student t-tests, with a significance threshold
set to p<.05.
We also performed correlation analyses between ERP amplitude values (ERN/Ne and Pe) and several
behavioral measures, including individual state anxiety (scores from STAI ; Spielberger, 1983), as well
as task performance parameters (accuracy and reaction time). To minimize unspecific effects of
motor execution on ERPs for these correlations, we applied a subtraction method as previously
described by Falkenstein et al. (1990) and Dehaene et al. (1994): the waveforms for correct
responses (Fast Hits) were subtracted from those for FAs (collapsing Color and Orientation FA),
allowing us to isolate the negative maxima value corresponding to the ERN/Ne (0-100 ms postresponse, FCz electrode) and the positive maxima value corresponding to the Pe (100-300 ms postresponse, Cz electrode) for each subject. Correlations were then performed on these values using
multiple regressions and Pearson coefficients in SPSS 13 (Chicago, Illinois, USA).
118
Recherches - Etude 3
2.6.2 Topographic analyses
Conventional ERP analyses (Picton et al., 2000) are not suited to reveal global changes in the electric
field configuration (Lehmann & Skrandies, 1980; Michel, Seeck, & Landis, 1999). To establish whether
the ERN/Ne and Pe were associated with the expression of neural events specific to errors, or rather
with an augmentation of the strength/amplitude of neural activity (as reflected at the midline frontocentral electrodes), we complemented our conventional ERP analyses with topographic analyses that
take into account all 64 electrodes simultaneously (i.e. without any a priori selection of a few
recording sites). To this aim, we used a temporal segmentation algorithm derived from standard
spatial cluster analysis (K-means; Pascual-Marqui et al., 1995), which has already been applied
successfully in other clinical and cognitive domains (Michel et al., 1999; Morand et al., 2000; Pourtois
et al., 2005).
Topographic analyses were implemented with CARTOOL software (Version 3.3; developed by D.
Brunet, Functional Brain Mapping Laboratory, Geneva, http://brainmapping.unige.ch/Cartool.htm).
The dominant topographic scalp maps were first identified in the grand-average ERP data across all
conditions of interest, over a wide time-window from -200 to +400 ms around motor response that
covered all prominent ERPs (ERN/Ne and Pe). Because only changes in the global electric field
distribution are of interest in this analysis, scalp maps were scaled to unitary strength by dividing the
voltage at each electrode by the global field power (GFP, see Lehmann & Skrandies, 1980). The
optimal number of dominant topographic maps explaining the whole dataset was determined by an
objective cross-validation criterion (Pascual-Marqui et al., 1995).
The critical maps identified by this first stage were then fitted to ERPs of each individual subject using
spatial fitting procedures, providing a quantitative estimate of their relative expression (defined by
the Global Explained Variance, GEV) across different subjects and different conditions. Standard
analyses of variance (ANOVA) were performed on GEV to test for statistical differences in the
topographic distribution of electric field between conditions.
2.6.3 Source localization
When a reliable difference in scalp topography was found between conditions using the spatial
cluster analysis, we performed source localization using BESA 5.1 (MEGIS Software, Munich,
Germany) to estimate the possible site of intracranial generators of this electrical activity. We used a
four-shell ellipsoidal head model approximation (Scherg, 1990) registered to human brain atlas of
Talairach & Tournoux (1988) and a straightforward single dipole approach. To maximize the inverse
solution, we exploited previous evidence for a specific involvement of the ACC in error processing
119
Recherches - Etude 3
associated with the ERN/Ne (Dehaene et al., 1994; Herrmann et al., 2004; van Veen & Carter, 2002a),
and used a region of interest approach. Based on earlier localization results (Dehaene et al., 1994;
Van Veen & Carter, 2002b), we applied source constraints and seeded a dipole in the vicinity of the
ACC, allowing us to test how this solution accounted for the variance in our ERP data.
3. Results
3.1 Behavioral results
Our paradigm was successful in inducing a high number of false alarms (FA) for all participants
(mean: 41.5% +/- 13.3%, min: 20.8%, max: 65.8%). The rates of FA on noGo trials with a color switch
(Color FA, mean: 48% +/- 6.7%, min: 32%, max: 58.9%) or with an orientation switch (Orientation FA,
mean: 52% +/- 6.7%, min: 41.1%, max: 61.5%) did not significantly differ [t(15) = 1.375; p=.19]. No
single omission (lack of overt response during Go trials) was observed. Almost all errors (99.7%) were
verbally reported.
500
RT (ms)
400
300
200
100
0
Fast Hits
Slow Hits
Orient. FA
Hits
Color FA
FAs
Figure 2. Behavioral results. Response times were similar for correct responses (Fast Hits) and errors (Orientation or Color FAs). As expected
due to our task procedure (see Methods), response times were significantly longer for the Slow Hits (i.e. correct perceptual decisions made
with latencies above the allowed RT window, estimated from the calibration phase).
Mean RT was 249 +/-24 ms for Fast Hits, 323 +/-22 ms for Slow Hits, 242 +/-19 ms for Color FA, and
257 +/-21 ms for Orientation FA (see Fig. 2). Statistical comparisons revealed that RTs were
significantly slower for Slow Hits than the three other conditions [Fast Hits: t(15) = -19.1, p<.001;
Color FA: t(15) = 18.7, p<.001; Orientation FA: t(15) = 15.6; p<.001]. Moreover, participants made
faster responses on Color FA than Orientation FA [t(15) = 3.1, p<.01]. No significant difference was
120
Recherches - Etude 3
found between Fast Hits and Color FA [t(15) = 1.1, p=.29], or between Fast Hits and Orientation FA
[t(15) = -1.6, p=.14], indicating that the errors were not caused by slower perceptual decisions.
Moreover, these fast RTs on correct go trials (mean 286 ms) confirmed that our task did not make
strong demands on working memory and decision processes but required a relatively straightforward
detection of target events.
Across participants, neither RTs for FAs (Orientation and Color) nor RTs for Hits (Slow and Fast) were
correlated with the number of FAs (r=-.41, p=.11; r=.10, p=.72 respectively). Taken together, these
behavioral data show that there was no systematic speed/accuracy tradeoff in this paradigm.
In addition, we found a classical post-error slowing in RTs (Rabbitt, 1966), reinforcing the assumption
that our task recruited the error monitoring system. Thus, there were longer RTs for Hits (298 +/-28
ms; Slow and Fast Hits collapsed) immediately following an error (Orientation or Color FA), as
compared with Hits that were immediately preceded by another hit [286 +/-22 ms; t(15) = -2.8,
p=.014]. This result is consistent with the involvement of some adjustment or correction mechanism
following error detection. Furthermore, we found that trials corresponding to Slow Hits were
systematically associated with a speeding up of RTs for the immediately following (Go) trial [mean
gain: 46.12 +/-15 ms; t(15)=12.2, p<.001], indicating that participants adjusted their behavior, on a
trial-by-trial basis, as a function of feedback.
3.2 ERP results
3.2.1 Error-related components
FAs, relative to Hits, generated two successive and clearly visible deflections following motor
execution (Falkenstein et al., 1991; Gehring et al., 1990): an initial negative waveform with a
maximum amplitude at electrode FCz (peak latency post-response: 29 ms), consistent with the
previously reported ERN/Ne; followed by a more sustained positive waveform with a slightly more
central topography (maximum amplitude at electrode Cz; peak latency: 179 ms), compatible with the
Pe (Falkenstein et al., 2000) (see Fig. 3). Note that the latency of ERN/Ne was relatively shorter as
compared with some previous ERP studies (Hajcak et al., 2004), but the fast RTs in our task (used to
compute time-locked ERPs) and the use of a calibration procedure (based on individual performance)
may contribute to reduce the latency of internal error processing after generation of motor
commands (Falkenstein et al., 2000; Herrmann et al., 2004; Ullsperger & von Cramon, 2006b). In
addition, false alarms (as elicited during Go-noGo tasks) usually produce earlier ERN/Ne than choice
121
Recherches - Etude 3
errors (as elicited during flanker tasks), presumably because a representation of the correct response
is more readily generated in the former than the latter condition (Falkenstein et al., 2000).
-7
Fast Hits
Slow Hits
Orientation FA
Color FA
-6
-5
ERN/Ne
-4
-3
Amplitude (µV)
-2
-1
0
1
2
3
4
5
Pe
6
7
-500
-400
-300
-200
-100
0
100
Motor
execution
200
300
400
500
Time (ms)
Figure 3. ERP results. Grand average ERP waveforms (measured at electrode FCz, highlighted in the channel array), for hits (Fast and Slow)
and errors (Orientation and Color FAs), time-locked to motor execution onset. Both types of errors were associated with two conspicuous
ERP components, a first negative deflection (ERN/Ne) followed by a sustained positive activity (Pe); but orientation FA elicited a larger
ERN/Ne than color FA. By contrast, the two error types produced a similar Pe component.
Statistical comparisons of peak amplitudes confirmed that, as expected, the ERN/Ne was significantly
larger on FAs (Color and Orientation pooled together, mean amplitude: -3.57 µV) than on either Fast
Hits [mean amplitude: -1.88 µV; t(15)=4.1, p=.001] or Slow Hits [mean amplitude: -2.35 µV;
t(15)=3.03, p=.008]. Moreover, this increased amplitude of the ERN/Ne was significant for both Color
FA (mean: -3.4 µV) relative to Fast or Slow Hits [t(15)=3.89, p=.001; t(15)=2.45, p=.028, respectively],
and Orientation FA (mean: -4.5 µV) relative to Fast or Slow Hits [t(15)=4.56, p<.001; t(15)=4.07,
p=.001, respectively]. However, Orientation FA generated a larger negative deflection than Color FA
[t(15)=2.4, p=.03; see Fig. 3]. This significant amplitude difference (Fig. 4) might suggest that the early
error-related ERP component could code for the magnitude of perceived deviation between goals
and actual output, since this mismatch was subjectively more prominent for Orientation FA (error
due to a switch of arrow direction) than for Color FA (error due to a more subtle switch of arrow
color).
122
Recherches - Etude 3
Hits also generated a clearly visible negative component during the same early time-window
corresponding to the ERN/Ne (Fig. 3; see also Vidal et al., 2000). However, we did not find any
reliable difference for the mean amplitude of this negative component between fast hits and slow
hits [t(15)=1.161, p=.264; see Fig. 4], even though slow hits led to warning feedback about
insufficient speed of response.
Although an ERN-like component was found for “late” (correct) responses in a previous ERP study
(Luu, Flaisch, & Tucker, 2000b), there are a number of methodological differences between the
present experiment (using a Go-NoGo task leading to a low variability in RTs across participants, see
also Fig. 2) and the study of Luu et al. (2000, using a flanker task leading to a higher variability in RTs
across participants), which could potentially account for the fact that we did not observe in our study
any reliable difference for the ERN amplitude between fast and slow hits.
-6
-4
Amplitude (µV)
-2
0
2
4
6
8
10
Fast
Slow
Orientation
Hits
Color
FAs
Fast
Slow
Orientation
Hits
"ERN/Ne" time window
Color
FAs
"Pe" time window
Figure 4. ERP results. Mean amplitude (in µV) of the ERN/Ne and Pe components recorded at the electrode FCz for the different conditions.
Errors (Orientation or Color FA) elicited significantly larger ERN/Ne and Pe components than Hits (Fast and Slow).
Similarly, a larger Pe component was elicited by FAs (Color and Orientation pooled together, mean
amplitude: 7.3 µV) relative to either Fast Hits [mean: 3 µV; t(15)=-5.72, p<.001] or Slow Hits [mean:
1.9 µV; t(15)=-6.6, p<.001]. Again, this increased Pe was significant for both Color FA (mean: 7.66 µV)
compared to Fast Hits [t(15)=-5.353, p<.001] or Slow Hits [t(15)=-6.160, p<.001], and for Orientation
FA (mean: 7.66 µV) compared to Fast Hits [t(15)=-6.075, p<.001] and slow Hits [t(15)=-6.958, p<.001].
The amplitude of the Pe did not differ significantly between the two error types [t(15)=.331, p=.746],
unlike the ERN/Ne (see above). This dissociation for Color and Orientation FA between the two
successive error-related components points to an involvement in different aspects of error
123
Recherches - Etude 3
monitoring for the Pe and ERN/Ne (Falkenstein et al., 2000). Moreover, the amplitude of the ERN/Ne
on errors was not significantly correlated with the amplitude of the Pe across participants (r=-.01,
p=.97), consistent with earlier observations (Falkenstein et al., 2000).
Finally, unlike for the false alarms (see above), fast hits elicited a slightly larger amplitude of Pe (2.98
µV) than slow hits [1.91 µV; t(15)=4.519, p<.001], although warning feedback about insufficient
speed was given on the latter but not the former type of trials.
3.2.2 Correlation of behavioral measures with ERPs
Across participants, we found that the absolute amplitude of ERN/Ne was significantly correlated
(r=.52, p=.048) with the level of state anxiety (as measured by the STAI; mean anxiety score: 32.5 +/9.9; see Fig. 5). Remarkably, the STAI scores for all participants fell within the normal range,
corresponding to the low state anxiety category (between 20 and 39) according to published norms
(Spielberger, 1983); yet the EEG data revealed that these normal inter-individual variations in state
anxiety could reliably modulate the magnitude of the ERN/Ne elicited by errors in this paradigm.
These data confirm that brain mechanisms associated with the ERN/Ne are partly related to affective
appraisal (Boksem et al., 2006). By contrast, a similar correlation analysis showed that the amplitude
of Pe was not related to state anxiety (r=-.04, p=.89).
STAI score (State version)
45
40
35
30
25
20
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
ERN/Ne absolute amplitude (µ
µV)
Figure 5. Correlation between the level of state anxiety (STAI) and amplitude of the ERN/Ne to errors. This significant relationship (p<.05;
R2=.27) indicates that subjects with higher level of subclinical state anxiety had a larger ERN/Ne component.
124
Recherches - Etude 3
Interestingly, the significant correlation between levels of state anxiety and the magnitude of the
ERN/Ne was specific to this emotional variable, but did not extend to measures of impulsivity. Among
the four dimensions of behavioral control that have been associated with impulsivity (i.e., urgency,
lack of premeditation, lack of perseverance and sensation seeking; see Whiteside & Lynam, 2001),
none reliably correlated with the size of the ERN/Ne (all r<.12, all p>.63) or Pe (all r<.44, all p>.09).
We also examined any correlation with the actual performance of individual subjects (e.g. see
Gehring et al., 2000). We found that the amplitude of the ERN/Ne was not related to the number or
type of errors (Orientation FA: r=-.079, p=.77; Color FA: r=.055, p=.84), whereas the amplitude of Pe
did reliably and negatively correlate with the total number of FAs (r=-.65, p=.036), as well as with the
total number of Slow Hits (r=-.53, p=.006). These negative correlations indicate that participants who
did fewer errors, and were therefore more capable of dealing with the imposed time-pressure over
the whole session, exhibited a significantly larger Pe component (but with no reliable influence on
ERN/Ne).
In addition, given that task difficulty was adjusted individually based on response speed in calibration
phases, we also computed for each individual participant an index of their ability to adjust to the task
demands over the whole experimental session (i.e., to make progressively faster decisions). For this
purpose, we computed the difference between mean RT in the first and third (last) calibration block,
and divided this value by the mean RT from the first calibration block (to obtain a relative index of
individual adjustment in % ). The mean adjustment index across participants was 23.40% but quite
variable (+/-13.93%). Remarkably, this value correlated with the magnitude of the Pe (r=.519,
p=.039), but not with the ERN/Ne (r=-.339, p=.199), suggesting a component-specific correlation. In
other words, across participants, the larger the Pe component following an error, the larger the gain
in RT between the first and third (last) calibration block. Altogether, these results are consistent with
the notion that Pe activity may reflect a strategic process of adjustment or regulation to errors
(Nieuwenhuis et al., 2001).
3.2.3 Topography analysis
Conventional ERP analyses described above indicated that errors elicited a higher ERN/Ne than
correct responses, although the latter produced a similar (but smaller) negative deflection during the
same time-window. We then tested more formally whether the topographic map of activity for
ERN/Ne on error trials was similar or different than the topographic map generated by correct
responses (e.g. CRN), in order to determine whether this negative activity reflected an amplified
response or a distinct configuration of intracranial generators (Lehmann & Skrandies, 1980).
125
Recherches - Etude 3
We first defined the dominant topographic maps that successively arose during a broad time-window
including the ERN/Ne and Pe (from 200 ms prior to motor execution till 400 ms following motor
execution), across the different response conditions. To this aim, we performed a standard spatial
cluster analysis (Pascual-Marqui et al., 1995) on grand average ERP data for the two opposite
performance conditions (Hits vs. FAs). For this analysis, Fast and Slow Hits were collapsed together
(Hits) because results showed no reliable topographic difference between these two conditions.
Likewise, Color and Orientation FAs were collapsed together (FAs), as we found a comparable
sequence of topographic maps for these two error conditions.
Results from this spatial cluster analysis revealed the existence of 9 dominant scalp maps that
reliably explained the succession of ERP activity in the current dataset (residual variance: 3.6%). As
shown in Fig. 6, the scalp maps showed substantial differences between errors and correct
responses, both during the time-window of the ERN/Ne, and during the time-window of the Pe.
A
FAs
4
GFP (µ
µ V)
B
7
1
5
2 3
2
3
6
6
9
8
2 3
GFP (µ
µV)
Hits
4
8
3
1
1
-200 ms
motor
execution
+420 ms
C
pos
1
2
CRN
3
4
5
ERN/Ne
6
7
8
Pe
Pe (correct)
9
neg
Figure 6. Topographic analyses of ERP data. (A, B) A cluster analysis performed on grand average data from -200 to +400 ms after response
onset (total explained variance = 96.4%) showed that errors (Color and Orientation FAs pooled together) elicited two distinctive scalp maps
relative to correct responses (Fast and Slow Hits pooled together; lower panel). The first error-specific map corresponded to the ERN/Ne
(map #5), while the second scalp map corresponded to the Pe (map #7). (C) These two maps were clearly specific to FAs and not present in
Hits.
This difference was verified by statistical tests performed on the global explained variance values
(GEV) that were obtained by fitting these successive maps to EEG data from each individual (n=16) in
126
Recherches - Etude 3
each condition (Lehmann & Skrandies, 1980; Michel et al., 1999). During the time-window of ERN/Ne
(-50/+100ms around motor execution), errors elicited a distinctive map (with fronto-central negative
activity; 37% of GEV; see map #5 in Fig. 6) which was not present after correct responses (18% of
GEV). A 2(condition) x 2(map) ANOVA on GEV values confirmed a highly significant condition x map
interaction [F(1,15)=7.5, p=.003]. These data demonstrate that the configuration of neural activity
associated with the ERN/Ne to errors differed from the configuration associated with correct
responses during the same time-window (Fig. 7), and therefore suggest different intracranial
generators, despite a similar negative waveform in ERPs.
A
C
-5µV
-10µV
2
5 (ERN/Ne)
8
5µV
10µV
difference: 5-2
B
difference: 7-8
D
0.5
0.5
Pe time interval
0.4
0.4
0.3
0.3
GEV
GEV
ERN/Ne time interval
0.2
0.1
7 (Pe)
2
5
7
0.2
5
0.1
2
0
8
7
8
0
Hits
FAs
Hits
FAs
Figure 7. Fitting of the dominant topographic maps (maps #5 and #7, see figure 6) to individual ERP data (16 subjects x 2 conditions). These
analyses showed a statistically significant difference in the topographic activity elicited by FAs vs. Hits, for both the ERN/Ne (A, B) and the
Pe (C, D).
The same observation held true for the Pe component (Fig. 7). During the time-window of Pe
(+100/+300 ms following motor response), our spatial cluster analysis identified a specific scalp map
in the error condition (with a central positive activity, 42% of GEV; see map #7 in Fig. 6), which was
clearly distinct from the preceding ERN/Ne map, and also distinct from the Pe map on correct
responses (13% of GEV). A 2(condition) x 2(map) ANOVA on GEV confirmed a significant condition x
map interaction [F(1,15)=4.5, p=.017]. Again, these data suggest distinct intracranial generators for
Pe after an error as compared with the corresponding positive activity after a correct response.
127
Recherches - Etude 3
3.2.4 Source localization
Finally, source localization was performed using BESA 5.1. First, we estimated dipoles for the
difference waveform measured between FAs (Color and Orientation FAs together) and Hits (Slow and
Fast Hits together), using a time-window covering both the ERN/Ne and Pe (0-300 ms post-response).
This large time-window ensured that the variance of both components was taken into account
concurrently in order to increase the reliability of dipoles (Scherg, 1990). Results revealed a solution
with 2 dipoles (see Fig. 8) that accounted for 91.5 % of the variance. These two dipoles were located
in the cingulate cortex, but one of them in more anterior regions (-0.9x, +1.8y, +31.3z; Brodmann
area 23/24), and the second in more posterior regions (-0.7x, -34.1y, +35.6z, Brodmann area 31). We
also performed a control analysis with smaller (20-ms) time-windows around the ERN/Ne and Pe
peak (O'Connell et al., 2007) and found similar dipole solutions but with higher explained variance
due to the reduced temporal variability (i.e., the two dipoles now accounted for 92% and 96.2% of
variance for the ERN and Pe, respectively).
A
Inverse solution
ERN/Ne
B
data
Pe
C
forward model
data
forward model
Figure 8. Source localization results. (A) A model with two dipoles in ACC accounted for 88.7% of variance for errors, but only 69.8% of
variance for correct responses. (B, C) These two dipoles could reliably account for topographic scalp maps corresponding to the ERN/Ne and
Pe, respectively, as shown by direct comparison between the actual ERP map recorded from scalp (data) and the reconstructed map based
on the two-dipoles solution (forward model).
Inspection of the time-course of activity for each source indicated that the anterior cingulate dipole
contributed primarily to the ERN/Ne, whereas the posterior cingulate dipole showed a more
sustained activity overlapping with the Pe. We also verified the specificity of this inverse solution for
maps selectively associated with errors, by fitting this solution to the grand average ERP data for
128
Recherches - Etude 3
each condition separately (FAs vs. Hits). This showed that the dipole solution accounted for 88.7% of
the variance for errors, but dropped to 69.8% of variance for correct responses, confirming the
specificity of this configuration of dipoles in cingulate cortex for error trials.
4. Discussion
By using a new Go/noGo paradigm with speed pressure that could induce a large amount and
different types of errors, our study provides several novel results concerning the neural mechanisms
of error monitoring.
Firstly, our paradigm allowed the production of frequent errors (mean 41.5% of no Go trials) relative
to correct responses, such that errors were not rare or irregular events. By using a simple Go/noGo
decision but with two different noGo conditions to create response competition, together with
individual calibration of task difficulty to impose speed pressure (see Fiehler, Ullsperger, & von
Cramon, 2005; Ullsperger & von Cramon, 2001, for similar attempts with flanker tasks), we could
obtain a relatively balanced number of trials to compare ERPs to errors and hits (unlike previous
studies where errors are typically obtained on a minority of trials). Furthermore, this procedure also
led to a roughly equivalent number of errors across all participants, despite inherent inter-individual
variability in RTs and/or general abilities. Therefore, with this task, we could demonstrate that the
two typical error-related components (ERN/Ne and Pe) were still reliably elicited by errors even
though these were not sporadic or deviant events. This result strongly supports a selective functional
role of both ERN/Ne and Pe in the detection and reaction to errors, independent of other factors
related to event frequency or trial numbers.
Moreover, behavioral results also confirmed that our paradigm was appropriate to probe error
monitoring functions and corresponding adjustment: RTs showed a typical slowing on trials
subsequent to an error, as observed in other task conditions (Rabbitt, 1966). In addition, despite the
high frequency of errors, our participants remained highly motivated, and the task did not make very
high demands on cognitive capacity or working memory, as indicated by the relatively fast RTs on
correct trials overall (mean = 250 ms). Taken together, this suggests that our new task might
eventually offer a promising tool for studies of error monitoring in brain-damaged or elderly
population, as it can yield a high number of commission errors in a short period of time, without
129
Recherches - Etude 3
unwanted fatigue or frustration, unlike classic interference tasks that require several hundreds of
trials to collect sufficient number of error events.
Secondly, our ERP results provide several new lines of evidence in support of a functional dissociation
between the ERN/Ne and Pe during error monitoring (Falkenstein et al., 2000). Not only were these
two components modulated by different factors related to task performance, and by different
individual characteristics, but also both topographic and source localization analyses indicated
distinct underlying neural sources.
On the one hand, we found that Orientation FA evoked a more prominent ERN/Ne than Color FA,
presumably due to the different visual saliency of these two kinds of errors, whereas the Pe had a
similar amplitude for both error types. This finding might suggest a more reflexive detection process
for the ERN/Ne, sensitive to perceptual stimulus properties or saliency, but a more elaborate or
conscious process for the Pe, based on abstract goals and representations of action rules
(Nieuwenhuis et al., 2001; O'Connell et al., 2007). On the other hand, a functional dissociation
between ERN/Ne and Pe was also corroborated by our correlation analyses with different behavioral
and motivational indices. We did not replicate previous results showing a reliable relationship
between ERN amplitude and number of errors (Ruchsow, Spitzer, Gron, Grothe, & Kiefer, 2005), but
we found such relation with performance for the amplitude of Pe. The lack of correlation between
ERN and the numbers of errors might be related to our novel paradigm that allowed us to compare a
roughly equal number of errors and correct trials, and converges with several other studies that
failed to observe this correlation (Ullsperger & von Cramon, 2006a). By contrast, the ERN/Ne (but not
Pe) was significantly modulated by emotional characteristics of individual participants, with higher
amplitude in those who showed higher scores of state anxiety in a conventional questionnaire
(Spielberger, 1983). In other words, the more anxious the participant, the higher the ERN/Ne elicited
by errors.
The latter result corroborates a recent hypothesis that activity of the error monitoring system might
be at least partly related to affective or motivational drives, rather than to purely cognitive
“executive” processes. Several studies (Gehring et al., 2000; Hajcak & Simons, 2002) have already
reported that the magnitude of ERN/Ne to errors in speeded tasks is increased in people with
obsessive-compulsive behavior, which is typically associated with anxiety. Likewise, Boksem et al.
(2006) described a significant correlation between the amplitude of ERN/Ne and sensitivity to
punishment and avoidance tendencies (which are also usually associated with higher levels of
anxiety). Increased ERN has also been reported in worry-prone college students (Hajcak et al., 2003),
130
Recherches - Etude 3
as well as in individuals with high levels of negative affect (Hajcak et al., 2004; Luu et al., 2000a). Here
we did not test “abnormally” high anxious individuals as compared with these earlier studies, but
nevertheless found a similar influence of variations in anxiety that fell within the normal range, and
actually corresponded to people classified in a “low state anxiety” category according to published
norms (Spielberger, 1983). Further, these variations in anxiety reflected fluctuations in the current
state and subjective experience of the participants (as assessed by the state measure of STAI), rather
than more fixed personality traits (as investigated in previous studies). Altogether, our results
therefore corroborate the assumption of a close relationship between levels of anxiety and the
magnitude of the ERN. Thus, our new data extend earlier studies in “pathological” conditions of
anxiety (Hajcak et al., 2004; Luu et al., 2000a) but suggest that error monitoring functions can also be
influenced by subtle inter-individual differences in low state anxiety. By contrast, in our task, the Pe
component was not influenced by state anxiety.
Instead, we found that Pe was negatively correlated with the total number of errors as well as the
number of Slow Hits. That is, the fewer the errors and the greater the tendency for correct but late
responses, the larger the amplitude of Pe elicited by errors. Furthermore, we also found that the
magnitude of Pe was significantly correlated with a measure of the individual ability to successfully
adjust to speed demands over the experimental session. That is, the greater the improvement of
correct RTs from the first to the last test blocks, the larger the Pe amplitude. These correlation
patterns indicate that the Pe (unlike the ERN/Ne) might be related to some strategic adaptation
process during error monitoring, possibly necessary to adjust behavior and improve current
performance. Such adjustment might act by boosting attention or vigilance (O'Connell et al., 2007) or
by strengthening stimulus-response mapping in working memory (Leuthold & Sommer, 1999). Taken
together, these new ERP results provide additional support to recent models postulating that error
monitoring might involve at least two successive steps: a first “detection” stage reflected by the
ERN/Ne, which might correspond to a rapid and reflexive matching process between expectancies
and feedforward (motor) signals, whose activation may be influenced by anxiety or reward inputs
(Holroyd & Coles, 2002); and a second “adaptation” stage reflected by the Pe, which might serve to
increase attention to the incorrect action and enhance available resources in executive functions.
A third important result of our study was provided by our topographic analysis and source modeling,
which converged with the above to distinguish between ERN/Ne and Pe. We could clearly establish
that the topographic map of these two components was specific to error trials, relative to those with
correct responses, unlike previous suggestions that ERN might reflect an enhanced activation of a
general comparison process activated during both correct and error trials (Allain et al., 2004; Vidal et
131
Recherches - Etude 3
al., 2003; Vidal et al., 2000). Although correct responses also elicited an early negative deflection
following motor execution (so-called CRN), the topographic analyses revealed that the latter
component had not only a smaller amplitude than the ERN/Ne, but more critically also a significantly
different distribution of electric activity over the scalp. Such difference in topography is usually
evidence that intracranial generators implicate distinct brain sources (Lehmann & Skrandies, 1980)
even though a similar negative waveform may be seen at some electrodes on the scalp. Moreover,
the same was observed for the Pe: errors elicited not only a larger component, but a qualitatively
distinctive topographic scalp map as compared with correct responses during this time period.
Altogether, these data therefore indicate that errors do not simply amplify monitoring processes
commonly engaged during both correct and incorrect actions (Vidal et al., 2003), but rather activate
a specialized system for the detection of and adjustment to errors.
In keeping with this, our source localization analyses revealed that a two-dipole model could reliably
account for the variance in ERPs to errors, corresponding to more anterior and more posterior
sources in the cingulate cortex which were selectively activated during the ERN/Ne and Pe,
respectively. By contrast, this dipole solution did not account for ERPs to correct responses during
the same time period. These data accord with previous studies pointing to a critical contribution of
the anterior cingulate cortex for the ERN/Ne (Dehaene et al., 1994; Herrmann et al., 2004; van Veen
& Carter, 2002a). However, they reveal an important role of a different (more posterior) region
within ACC for the generation of Pe (Van Veen & Carter, 2002b), and confirm a functional distinction
between ERN/Ne and Pe. In addition, this provides new support to a recent study (O'Connell et al.,
2007) that also showed a specific contribution of the posterior cingulate cortex to Pe, although other
studies proposed that the Pe component might also be associated with activity of dorsal/rostral ACC
regions (Herrmann et al., 2004; van Boxtel, van der Molen, & Jennings, 2005; Van Veen & Carter,
2002b). Some caution might be needed when comparing source localization results between these
studies, because several of them used difference waves to model sources, whereas here we also
used a difference wave to first compute a reliable multi-dipole solution, before this solution was
fitted to the grand average ERP data for each condition separately (FAs vs. Hits). In any case, in
accord with our current findings and those of O'Connell et al. (2007), neurophysiology evidence from
imaging in humans and single-cell recordings in monkeys is consistent with a role of the posterior
cingulate in post-error processing (Badgaiyan & Posner, 1998), as well as more generally in
processing the outcome of decisions (McCoy & Platt, 2005) and in mediating some interface between
executive control and motivation or goal settings (Small` et al., 2003). This hypothesis is also
consistent with our correlation analyses suggesting that the Pe activity may reflect a strategic process
of adjustment to errors (Nieuwenhuis et al., 2001).
132
Recherches - Etude 3
Finally, in contrast with our findings for state anxiety and behavioral performance, we note that we
did not find any significant relationship between individual differences in impulsivity and the size of
the ERN/Ne or Pe. Impulsivity is a complex neuropsychiatric construct with several cognitive and
motivational factors potentially contributing to its expression. Recent models of impulsivity have
proposed that anomalies in several different processes may be involved, including urgency, lack of
premeditation, lack of perseverance, sensation seeking or disinhibition (Whiteside & Lynam, 2001),
which may all potentially impact on executive control and monitoring (Chamberlain & Sahakian,
2007). However, here we show for the first time that none of the common dimensions of impulsivity
(Whiteside & Lynam, 2001) correlates with individual differences in error-related ERPs. This might be
consistent with these dimensions relying primarily on functions of dorsolateral and orbitofrontal
regions (Bechara & Van der Linden, 2005), rather than more medial and cingulate regions.
In sum, our study provides several new results on the functional properties and neural substrates of
error-related processes in the human brain. Specifically, we show that both ERN/Ne and Pe are
selectively elicited by errors but not correct responses, and that both of these components are still
reliably generated when errors are common events during the task at hand. Furthermore, the former
signal is sensitive to anxiety state and linked to anterior cingulate generators, the latter is more
closely related to ongoing adjustment of performance accuracy and linked to more posterior
cingulate generators. Given these behavioral and electrophysiological results, we also suggest that
our task might be usefully applied to brain-damaged and/or elderly patients to study the timecourse of error monitoring, since only few attempts in this direction have been reported in clinical
populations (O'Keeffe, Dockree, & Robertson, 2004; Stemmer et al., 2004). Future investigations in
brain-damaged patients with impaired awareness of their deficits (i.e., anosognosia, see Vuilleumier,
2004 ; Prigatano & Schacter, 1991) may be particularly important for understanding brain
mechanisms associated with monitoring functions, as the detection of errors and awareness of errors
constitute vital aspects of goal-oriented behavior in normal conditions, but also concern disabling
consequences of some neurological diseases.
Acknowledgements
This work is supported by grants from the Swiss National Science Foundation to PV (grant # 3200B0108367) and a fellowship from the E. Boninchi Foundation to RV. EEG data acquisitions were made
133
Recherches - Etude 3
possible thanks to equipments provided by the Swiss National Centre for Competence in Research in
Affective Sciences (NCCR grant # 51A240-104897).
134
2.4
Etude 4
Parametric modulation of error-related ERP components with the
perceived severity of visuo-motor mismatch
(Article en préparation)
Auteurs
Roland Vocat, Gilles Pourtois et Patrik Vuilleumier
135
Recherches - Etude 4
Abstract
Unforced errors typically generated two successive ERP components rapidly following motor
execution, the Error-Related Negativity (ERN) and the Positivity error (Pe). However, it is still debated
whether these specific error-related components may be sensitive to the degree of perceived error
or instead, show all or nothing error monitoring effects. We studied brain mechanisms of errormonitoring by the means of event-related potentials (ERPs) while human adult participants
performed ballistic pointing movements towards a visual target allowing to separate different
pointing errors, ranging from slight to important deviations relative to the visual target, with several
intermediate gradations between these two extreme accuracy conditions. We used prisms to
decrease visuo-motor performance and yield the production of many pointing errors with variable
error magnitudes. Behavioural results confirmed effects of both prismatic adaptation (i.e. prisms
initially disrupted and reliably shifted pointing away from visual targets, but performance rapidly
increased over time under prisms) and prismatic aftereffect (i.e. removing the prisms led to pointing
deviations in the opposite direction during the beginning of the session). More importantly, we
found that the amplitude of the ERN and Pe components were strongly influenced by the severity of
errors. Larger error-related ERP components were observed for extreme deviations, but their
amplitudes decreased monotically when pointing accuracy increased, revealing a parametric
modulation of error-checking systems in the human brain as a function of the severity of errors.
These results suggest that early error-detection systems do not exhibit all or nothing effects during
action monitoring, but rather, they seem to be influenced by the perceived amount of mismatch
between the actual and expected motor outcome, eventually providing a flexible cognitive control
mechanism enabling to discriminate between different types of violations.
136
Recherches - Etude 4
1. Introduction
The rapid detection of errors provides human organisms with adaptive and flexible behaviours.
Consistent to this statement, the recording and analysis of event-related brain potentials (ERPs) has
revealed the existence of rapid error checking systems in the human brain, primarily localized in the
dorsal/rostral anterior cingulate cortex (Dehaene et al., 1994; Bush et al., 2000). Following
commission error, two specific response-related ERP components have been identified consistently
across many ERP studies, using various interference tasks and stimuli (Falkenstein et al., 2000). First,
the error-related negativity (ERN) peaks 0-100 ms after the occurrence of an incorrect response
(either a false alarm or a discrimination error), with a maximum amplitude over fronto-central leads
along the midline (see (ERN, at around 50-100ms; Gehring et al., 1990). Next, the error positivity (Pe)
peaks 150-200 ms post incorrect response onset, with a maximum amplitude over central leads along
the midline (see Falkenstein, Hohnsbein, Hoormann, & Blanke, 1991). Whereas the ERN is thought to
reflect an early automatic detection of errors (i.e. the detection of an early mismatch between the
actual and intended correct motor response), the Pe is assumed to reflect higher-order behavioural
or motivational adjustments to errors (Nieuwenhuis, Ridderinkhof, Blom, Band, & Kok, 2001;
Scheffers, Coles, Bernstein, Gehring, & Donchin, 1996).
Typically, the ERN and Pe components are recorded while participants perform interference tasks,
including the Stroop task, the Flanker task and the go/nogo task. In the two former cases,
discrimination errors may be recorded, while in the latter case, false alarms are usually recorded. In
all these instances, a direct comparison between correct vs. incorrect responses classically reveals
that errors generated clear cut ERN and Pe ERP components, relative to correct responses. However,
because of this strong imposed dichotomy between correct and incorrect responses, in most of the
error monitoring studies using ERP measurements, it is unclear if these error-related components
may also be sensible to the amount of objective violation (or mismatch) between the actual and
intended motor response. Perceived errors can be either large or small, depending on the amount of
objective mismatch between the actual and intended motor response. Presumably, early errordetection systems, as reflected by the ERN and Pe ERP components, may be sensible to this factor,
providing flexible cognitive control and learning mechanisms. However, a direct contrast between
correct vs. incorrect responses does not allow to test this prediction. Preferably, a gradation in the
magnitude of violation between the actual and intended motor response is required to test whether
these error-related ERP components may be sensible to this factor or not.
137
Recherches - Etude 4
According to the main prediction of the dominant error detection theory of Falkenstein et al. (2000),
the greater the amount of mismatch between the executed and intended correct response, the
larger the probability to detect this error, and by extension, the larger the ERN amplitude, since this
component is directly related to the detectability of errors (see also Maier et al., 2008). However, it
has been shown that undetected (i.e., unconscious) errors also elicited a sizeable ERN component in
the absence of any Pe component (see Nieuwenhuis et al., 2001; Endrass et al., 2005; but see
Scheffers & Coles, 2000), suggesting that this early error-related activity (ERN) may not code the
(conscious/objective) detectability of errors, but instead, it may reflect an automatic (perhaps
subcortical) “all or nothing” error monitoring process. By contrast, the Pe was shown to reflect a
conscious (cortical) remedial action mechanism, emphasizing a dissociation between the ERN and Pe
ERP component during error detection (see Nieuwenhuis et al., 2001). Hence, ERP results have been
inconclusive regarding the link between the ERN and the presumed detectability of errors (see also
Maier et al., 2008).
In this study, we addressed this question using another method. We used a standard pointing task
enabling us to record motor-related ERPs while healthy participants were asked to perform simple
visuo-motor transformations and made various pointing errors on a trial by trial basis, which
eventually differed in their magnitude of violation (ranging from slight to large pointing errors).
Variable pointing errors were induced thanks to prism goggles. Prism goggles create a compelling
deviation of the visual field that does not correspond anymore to the represented motor space
(Redding & Wallace, 1996; Rossetti, Koga, & Mano, 1993). As a result, pointing movements towards
the target become inaccurate and are deviated, relative to the actual target location. To counteract
the deleterious effects of prisms on pointing accuracy, adaptive processes take place to correct
pointing movements (see Redding, Rossetti, & Wallace, 2005 for a review), including postural
adjustments (a change in felt limb / head position), strategic control (voluntary feedforward
recalibration of movements) and spatial realignment (implicit recoding of the spatial coordinates).
This so-called prismatic adaptation effect restores pointing accuracy after a few trials (~15 on
average). The active effects of these adjustments become obvious once the prisms are removed, and
a deviation in the opposite direction becomes apparent (the so-called aftereffect). Typically, the
magnitude of the aftereffect, which disappears after a few trials, is lower than the magnitude of the
direct prismatic effect (see Cohen, 1966; Redding & Wallace, 1988 for examples). These effects
suggest plasticity mechanisms and cerebral reorganisation. Interestingly, in a recent fMRI study
(Luauté et al., 2009), the authors reported that the magnitude of error produced by prism goggles in
healthy participants was precisely coded within the ACC, confirming that this region played a crucial
role in error detection (Kerns et al., 2004). Here we used a similar task while we recorded response138
Recherches - Etude 4
related ERP activities in a group of healthy participants performing ballistic pointing movements
towards a visual target with or without prism goggles. This enabled us to collect many different
pointing errors with variable magnitudes/deviations and test whether the amplitude of the ERN and
Pe ERP component varied with the amount of visuo-motor violation or not. We tested the prediction
that the ERN and Pe ERP components truly reflect error detection mechanisms (see Falkenstein et al.,
2000), and accordingly, that their amplitude should substantially vary with the amount of perceived
violation between the actual and intended motor response, the larger the deviation, the larger the
amplitude of these error-related ERP components.
2. Method
2.1 Participants
Twenty-one healthy participants (10 women; 2 left-handed) with a mean age of 27 years (S.D. = 2)
took part in the present study. They reported no history of neurological or psychiatric disease and
normal or corrected-to-normal vision. The study was approved by the local university ethical
committee.
2.2 Stimuli
Visual stimulus consisted of a black dot (of 2cm diameter; subtending 2.9° visual angle at a 40 cm
viewing distance) that was presented against a uniform white homogenous background.
2.3 Procedure
Participants were seated in front of a 17-inch touch screen LCD monitor. The position of their head
was restrained using a chin rest positioned at 40 cm in front of the screen, with the eye level aligned
to the centre of the screen. At the beginning of each trial, participants were asked to place their right
hand (and right upper limb) in a specific initial position on the table. They had to start with their arm
and hand being perpendicular to the virtual axis formed by their head and the touch screen. We used
an opaque cover attached to the chin rest to prevent participants to view their right arm in this initial
position, while ensuring good vision of the full screen. Participants could only see their hand when it
approached the screen. The task of the participants was to make a ballistic pointing movement
towards the location of the dot. They were asked to hit the position of the dot by touching the
corresponding screen’s location using their index finger. Immediately after having completed their
pointing, participants were instructed to place their right arm back in the initial starting position.
139
Recherches - Etude 4
Participants were instructed to perform rapid/ballistic pointing movements, and they were
discouraged to perform slow or corrective pointing movements. The use of such online corrective
pointing movements was further prevented by blindfolding the vision of their arm.
Each trial started with the appearance of the dot. To avoid motor habituation and stereotypic
pointing movements, the position of the dot varied across trials. The resolution of the touch screen
was 0-640 pixels on the horizontal axis (0 corresponded to the utmost left position on the screen)
and 0-480 pixels on the vertical axis (0 corresponded the utmost high position). For each trial, the dot
appeared randomly in one location whose coordinates (as measured for the centre of the dot) could
range from 160 to 480 pixels on the horizontal axis and from 120 to 360 pixels on the vertical axis.
The dot appeared equally often in the four visual quadrants. Touching the screen caused
disappearance of the dot. We used a variable inter-trial interval (from 1500 to 2500 ms) composed of
a uniform blank screen.
Participants started with an initial block composed of 12 trials. During the second block, participants
performed again 12 individual pointing movements, but while wearing prism goggles aimed to shift
binocular vision along the horizontal axis (Rossetti et al., 1998). We selected prisms providing a
deviation of 10 degrees towards the left (a more pronounced deviation often caused visuo-motor
pointing falling outside the touch screen). As a result, pointing turned out to be systematically
deviated away from the target, on the right side. During the block (12 trials), visuo-motor
adjustments (see Figure 2) took place in such a way that participants overall performed better at the
end of the block compared to the beginning of the block, reflecting prismatic adaptation. This
procedure (i.e., an initial block performed without prisms, immediately followed by a block
performed under prisms) was repeated 10 times to eventually obtain 240 different pointing
movements (i.e. 10 blocks performed with prisms and 10 blocks without, with 120 trials per
condition). This on-off prisms blocked manipulation was carried out to yield the occurrence of many
pointing errors in all participants, which had quite variable magnitudes of violation. Because of the
visuo-motor adjustments occurring under prisms (i.e. prismatic adaption), trials performed during
blocks without prisms following trials performed during blocks with the prisms were found to contain
also substantial deviations (errors), corresponding to the prismatic aftereffect (see Rossetti et al.,
1993 and Fig. 2). These errors translated primarily as deviations away from the dot, but in the
opposite direction (on the left side, relative to the target location) compared to errors performed
during blocks under prisms. The experiment lasted on average 13 minutes.
140
Recherches - Etude 4
For each individual pointing, we recorded the actual coordinates of the touch on the screen and we
calculated, using standard trigonometric/Euclidean geometry rules (the Pythagoras’ theorem), the
deviation (expressed in cm) from the dot location. Stimulus presentation and response recording
were controlled using E-Prime software (V1.1, http://www.pstnet.com/products/e-prime/).
2.4 Analyses of pointing movements
For each condition separately (with prisms vs. without), we computed the mean deviation for each of
the 12 trials within a block (i.e. mean deviation of 10 pointing movements). Then, we submitted
these data to a 12 (trial order) x 2 (condition) repeated measures ANOVA. Motor deviations were
carefully analyzed and binned according to five different groups, depending on the amount of
violation between the actual response on the touch screen and the position of the dot (target). We
took the radius of the target (= 1cm) as an initial reference point. These five categories were: 1)
Target (from 0 to 1 cm), 2) Edge (from 1 to 2 cm), 3) Slight deviation (from 2 to 3 cm), 4) Mild
deviation (from 3 to 4 cm), and 5) Strong deviation (more than 4 cm). In order to obtain a decent
number of ERP trials in each group of motor deviations, we collapsed trials made with and without
prism goggles according to this same binning procedure.
6
5
4
3
Target
2
Edge
1
0
Slight deviation
1
Moderate deviation
2
Strong deviation
3
4
5
6
[cm]
Figure 1. Graphical representation of the 4 different levels of error around the target. Each level of deviation is a function of the radius
(1cm) of the round target. Motor responses between 1 and 2cm from the center of the target were classified as Edge responses (in white),
between 2 and 3cm as Slight deviation (in yellow), between 3 an 4cm as Mild deviation (in orange) and more than 4cm as Strong deviation
(in red).
141
Recherches - Etude 4
2.5 EEG acquisition
Continuous EEG was acquired at 2048 Hz (0-417 Hz band-pass) using a 64-channel (pin-type) Biosemi
ActiveTwo system (http://www.biosemi.com) referenced to the CMS-DRL ground (driving the
average potential across the montage as close as possible to the amplifier zero). Details of this
circuitry can be found on the Biosemi website (http://www.biosemi.com/faq/cms and
http://drl.htm). Electrodes were evenly distributed over the scalp according to the extended 10-20
EEG system. ERPs of interest were computed offline following a standard sequence of data
transformation (Picton et al., 2000): (1) common average reference, (2) ocular correction for blinks
(Gratton et al., 1983) using the electrode FP1, (3) -100/+400 ms epoching around the motor response
onset time, (4) pre-response interval baseline correction (from -100ms to motor response), (5)
artifact rejection (mean of -72.5/+72.5 µV amplitude scale across participants), (6) averaging for each
of the 5 levels of deviation (center, edge, light deviation, mild deviation and strong deviation), and (7)
1-30 Hz digital filtering of the individual average data.
2.6 ERP analyses
To identify reliable differences in the ERP waveforms between correct responses (Target responses)
and each of the four deviation levels (Edge, Slight, Mild and Strong), we performed subtraction
waveforms, in line with previous ERP studies focussed on the ERN and Pe components (see
Falkenstein et al., (1991); and Dehaene et al., (1994). For the four levels of deviation (Edge, Slight,
Mild, Strong) separately, of for each participant, the ERPs for correct responses (Target responses)
were subtracted from the ERPs obtained in the specific deviation condition to isolate ERP
components generated in this error condition.
Next, we performed a conventional peak analysis (Picton et al., 2000). The ERN/Ne was defined as
the negative peak amplitude during the 30-130ms interval post-response onset at electrode FCz. The
Pe component was defined as the positive peak amplitude during the 130-280ms interval postresponse onset at the same electrode FCz. The selection of this specific scalp location was based on
the topographic properties of the present dataset (both components reached their maximum
amplitude on this electrode, see Figure 4). Statistical analyses were performed on the amplitude of
each component using a one-way ANOVA with the severity of the deviation as factor (with 4 levels:
Edge, Slight, Mild, Strong) and conventional pairwise Student t-tests, with a significance threshold set
to p<.05. The latency of these two ERP components was also recorded and analyzed using the same
statistical tests, but these analyses failed to reveal any significant effect, and are not reported
hereafter.
142
Recherches - Etude 4
3. Results
3.1 Behavioural results
As waited, this task was successful in inducing a high number of motor errors, with quite variable
amounts of mismatch between the actual motor response and target location. Prism goggles
produced deviations towards the left (direct effect), whereas participants made lower deviations in
the opposite (right) direction during blocks without prisms (aftereffect). However, large
errors/deviations mainly occurred at during the beginning of the block and motor accuracy reliably
improved throughout the block. The ANOVA performed on the mean deviation values disclosed that
participants made larger errors (see Figure 2) during the beginning of each block, but progressively
improved throughout the block (main effect of trial order; F(11,9)=26.641, p<.001). Moreover, errors
were larger under prisms, than without prisms. (F(1,19)=43.267, p<.001). There was a significant
interaction between condition (prisms vs. no prisms) and trial order (F(13,7)=13.630, p<.001).
With prisms
Without prisms
Mean deviation [cm]
6
5
4
3
2
1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Trials
Figure 2. Evolution of the mean deviation for the first to the twelfth (and last) trial during blocks with or without prisms. For both conditions,
larger errors were made at the beginning of the block. With the prisms, a progressive adaptation permits accurate pointings after 6-7 trials.
Without the prisms, the aftereffect was less pronounced than the direct effect and disappears after 5-6 trials. The different classes of
deviation are color-coded as follow: black is a Target responses, white an Edge response, yellow a Slight deviation, orange a Mild deviation
and red a Strong deviation.
143
Recherches - Etude 4
For each condition, posthoc (pairwise) comparisons confirmed that errors were larger in the
beginning of the block than in the end, and that motor performance rapidly improved throughout the
block. For the trials performed without prisms, the mean deviation of the first trial in the block was
2.74cm (SD=0.74cm). Deviation was larger for first than second trial [0.58cm, t(20)=4.497, p<.001],
larger for second than third trial [0.32cm, t(20)=3.873, p=.001], larger for third than fourth [0.21cm,
t(20)=2.661, p=.015], and larger for fourth than the fifth [0.25cm, t(20)=2.838, p=.010]. Following
the fifth trial, deviations were not statistically different from each other (all t<.800, all p>.418).
For the trials performed with prisms, the mean deviation of the first trial was 5.46cm (SD=1.31cm).
The first trial was more deviated than the second (1.70cm, t(20)=10.446, p<.001), the second than
the third (1.05cm, t(20)=10.934, p<.001), the third than the fourth (0.23cm, t(20)=2.755, p=.012), the
fourth than the fifth (0.46cm, t(20)=5.255, p<.001), the sixth than the seventh (0.19cm, t(20)=2.498,
p=.021) and the eleventh than the twelfth (0.19cm, t(20)=2.239, p=.037). The deviations of other
successive trials were not significantly different (all t<.1.470, all p>.157).
For each trial during the block, direct effects of prisms led to larger deviations than aftereffects (trials
performed without prisms, all t>2.739, all p<.013).
Next, we tested whether a learning effect occurred across blocks or not, despite the fact that target
location was random and non-predictive. Mean deviations were found to be of a similar magnitude
across the 10 blocks [prism condition, F(9,11)=.884, p=.541; no prism condition, F(9,11)=1.425,
p=.179].
When pooling deviations for the two conditions (prisms vs. no prisms), the analysis revealed that
Strong (mean number: 18.9; percentage: 8%+/-6) and Mild deviations (20.57; 9%+/-4), were less
frequent than the other deviation levels (Target: 64.5; 28%+/-9; Edge: 81.9; 35%+/-6; Slight
deviation: 47.9; 20%+/-5). Effect of trial order (frequency of deviations) was significant for strong
deviations [F(11,9)=10.357, p<.001], mild deviations [F(11,9)=8.432, p=.001], and Edge deviations
[F(11,9)=24.676, p<.001], reflecting in each case more frequent deviations in the beginning than the
end of the block. Conversely, center responses were less frequent in the beginning than the end of
the block [F(11,9)=5.157, p=.008]. No such effect of trial order was found for Slight deviations
[F(11,9)=1.898, p=.161].
144
Recherches - Etude 4
3.2 ERP results
Analyses of ERP data clearly showed that deviations elicited two sizeable error-related components
following the touch on the screen: an ERN-like component, with a maximum negative amplitude at
electrode FCz, later followed by a Pe component, with a maximum positive amplitude at the same
electrode position (see Figure 3).
4
Edge
Slight deviation
Amplitude on FCz [microV]
3
Mild deviation
Strong deviation
2
1
0
-100
0
100
200
300
400
-1
-2
Time relative to response onset [ms]
Figure 3. ERPs response-locked associated with each level of deviation (Edge, Slight, Mild and Strong). ERPs from Target responses were
subtracted to diminish the sensorimotor components and to keep only the error monitoring influences.
These two components were clearly visible in the Slight, Mild and Strong deviations conditions, but
not for the Edge deviations (subtraction waveforms, see also topographic maps in Figure 4). However
and importantly, there was a clear modulation of the amplitude of these two ERP components as a
function of the magnitude of violations between the actual motor response and the target location:
the larger the visuo-motor violation, the larger the amplitude of these two error-related ERP
components. This was confirmed by an ANOVA performed on the mean amplitude of the ERN and Pe
component, separately. This ANOVA revealed a significant effect of deviation/error type both for the
ERN amplitude [F(3,17)=9.215, p<.001] and Pe amplitude [F(3, 17)=18.387, p<.001]. For each ERP
component, the linear trend (edge-slight-mild-strong) was highly significant [ERN: F(3,17)=27.562,
p<.001; Pe: F(3,17)=53.522, p<.001].
145
Recherches - Etude 4
The mean amplitude of the ERN and Pe ERP components were respectively -0.28µV and 0.34µV for
Edge responses; -0.88µV and 0.75µV for Slight deviation, -1.15µV and 1.87µV for Mild deviations,
and -1.59µV and 3.21µV for Strong deviations.
Edge
Slight
Mild
Strong
ERN
ERN
ERN
ERN
Pe
Pe
Pe
Pe
Figure 4. Topographical representation of the electrical field on the scalp during the ERN and the Pe for each level of deviation (Edge, Slight,
Mild and Strong) after the subtraction of the activity for Target responses.
Direct pairwise statistical comparisons confirmed that both the ERN and Pe component
monotonically increased as a function of the amount of violation between the actual motor response
and target location. The amplitude of the ERN and Pe were larger for Slight deviations compared to
Edge responses [ERN: t(20)=5.440, p<.001; Pe: t(20)=-2.612, p=.017], larger for Mild relative to Slight
deviations [ERN: t(20)=2.439, p=.024; Pe: t(20)=-4.584, p<.001] and larger for Strong compared to
Mild deviations [ERN: t(17)=2.252, p=.039; Pe: t(17)=-4.125, p=.001]. Topographic analyses also
corroborated this statement.
A potential concern was that Mild and Strong deviations were less frequent than either Edge
responses or Slight deviations. Likewise, unlike Slight deviations, the other deviations occurred more
often during the beginning of the block, compared to the end. These factors may have confounded
some of the amplitude ERP differences found for the ERN and Pe components across the four levels
of deviation. We performed several control analyses to take these factors into account. For each
146
Recherches - Etude 4
level of deviation, we selected a maximum of 25 trials per participant, taking into account the
position of these trials. Only trials corresponding to deviations occurring during the beginning of the
block were selected (see Figure 3B).
4
Edge
Slight deviation
Amplitude on FCz [microV]
3
Mild deviation
Strong deviation
2
1
0
-100
0
100
200
300
400
-1
-2
Time relative to response onset [ms]
Figure 3. (B) ERPs obtained after a selection of a maximum of only 25 trials per level of deviation. For each condition, the trials selected
were those that appeared the earliest during the block (all blocks confounded).
Namely, all blocks confounded and for each level of deviation, we kept only the 25 trials that
appeared the earliest during the block. By doing this, potential effects of trial order and frequency
were carefully controlled for. We then re-did the conventional peak analyses on these new
waveforms, each based now on a maximum of 25 trials per participant and per condition, and having
similar early positions during a block. The ANOVA confirmed that the effect of deviation level
remained significant, both for the ERN [F(3,17)=4.212, p=.024], and Pe component [F(3,17)=12.159,
p<.001], indicated by larger ERN and Pe component for larger deviations. Direct pairwise
comparisons confirmed larger deviations for Slight deviations than Edge responses [ERN: t(20)=2.769,
p=.012; Pe: t(20)=-3.222, p=.004] and larger deviations for Strong than Mild deviations [ERN:
t(17)=2.197, p=.042; Pe: t(17)=-3.680, p=.002]. The Pe amplitude was larger for Mild deviation than
Slight deviation [t(20)=-2.877, p=.009], but this effect did not reach significance for the ERN
[t(20)=1.623, p=.120]. These control analyses confirmed that the perceived amount of deviation,
147
Recherches - Etude 4
rather than either their frequency or position during the block, was the critical dimension at the
origin of the modulation of these two error-related ERP components.
4. Discussion
The goal of this study was to test if early error-related ERP components may be sensible to the
amount of violation between the actual and intended motor response. For this purpose, we used a
standard pointing task performed under either prism goggles or without, enabling us to collect many
different visuo-motor errors, ranging from slight deviations to strong deviations of the motor
response (here a simple ballistic reaching movement towards the screen with the finger), relative to
the visual target. This task allowed us to go beyond the classical dichotomy between correct and
incorrect responses, and to explore, using ERP measurements, error-detection brain mechanisms
under conditions where errors were manifold and variable.
Our task was especially fruitful to induce a large number of pointing errors. Our behavioral results
confirmed that the accuracy of pointing was strongly influenced by wearing prism goggles.
Performance reliably dropped for trials performed with prism goggles, consistent with a direct
interfering effect of prisms on the rapid visuo-motor transformations required to achieve the
pointing task (Cohen, 1966; Redding & Wallace, 1988 for example). Moreover, once the prisms were
removed, participants showed a classical short lived aftereffect, reflected by residual pointing errors
in the opposite direction, relative to errors done during prismatic adaptation. Both the direct effects
and aftereffects induced by our prism goggles were short lived, as pointing performance was very
accurate again after 6 or 7 trials during the block. Previous studies have shown that, on average, 15
trials are needed for prismatic adaptation (Redding & Wallace, 1993; Rossetti et al., 1993). The
steeper/faster adaptation/learning effect observed in this study may be explained by the fact that we
used prism goggles with a small deviation of only 10 degrees, and that we instructed participants to
perform rapid/ballistic pointing movements.
The important new result of this study was that the two early and standard error-related
components of the ERPs (namely the ERN and Pe, see Falkenstein et al., 2000), were markedly
influenced by the amount of violation between the motor response and actual target location: the
larger the spatial deviation, the larger the amplitude of the ERN and Pe component. Remarkably,
these results were obtained for ERPs time-locked to the physical touch on the screen (as opposed to
148
Recherches - Etude 4
a differential and erroneous key press made on a key board or response pad, as classically reported
in the literature during interference tasks such as the Stroop task or Flanker task, see Falkenstein et
al., 2000), in such a way that they cannot be easily explained in terms of different visual or
proprioceptive feedback. In fact, the visual feedback was the same for all conditions of deviation (so
was the proprioceptive feedback), and consisted of the immediate disappearance of the dot when
the participant hit the touch screen with his finger. Rather, these results suggest that internal error
detection mechanisms rapidly kicked in, as soon as a spatial mismatch between the position of the
finger on the screen and the location of the visual target was detected by the participant.
Importantly, our results showed that these error-detection mechanisms did not operate using an “all
or nothing” or categorical rule, but instead, they precisely monitored the amount or severity of
spatial mismatch, offering a dynamic and efficient cognitive control process. Our results suggest that
the early comparison between the actual and intended motor response does not solely depend on a
strict categorical coding (this is either correct or incorrect), or simple threshold function (if incorrect,
then triggering of a uniform remedial action). By contrast, the precise information about the amount
of violation between the actual and expected motor response is rapidly processed and represented
to rapidly inform the participant about the accuracy of his motor behaviour.
These new results are consistent with previous ERP results (see Gehring et al., 1993; Carter et al.,
1998) suggesting that the ERN/Ne is too rapid to be linked with sensory or proprioceptive feedback,
and might rather result from some internal monitoring processes operating on a representation of
the action command. More generally, these findings are in line with the dominant error detection
theory of Falkenstein et al. (2000), suggesting that the ERN (and to some extent the Pe component
too) may directly reflect the mismatch between the executed and intended correct response.
Consistent with the main prediction of this theory, the larger this mismatch, the larger the
probability to detect this error, and as a corollary, the larger the amplitude of the ERN. Our new
results directly confirmed this prediction.
Importantly, we could rule out the possibility that this graded error detection effect may have been
confounded by changes in the frequency of errors across the four critical conditions (Edge responses,
Slight deviations, Mild deviations or Strong deviations). Our main ERP results remained unchanged,
when we corrected the ERP waveforms for the number of trials (as well as their position within the
block). Moreover, in our experiment, Mild and Strong deviations had roughly the same frequency
and Strong deviations elicited reliably larger ERN and Pe components than Mild deviations,
corroborating the assumption that the (objective) severity of violation (rather than their frequency)
was the critical dimension accounting for the ERP amplitude differences.
149
Recherches - Etude 4
These new results have important implications for neurocognitive models of error monitoring. The
ERN and Pe are not just a coding of the occurrence of an error but contain much more information
than we thought. They seemed to code the severity of the error, in a very early way, which may
permit rapid adjustments (like in motor commands). These data reveal that error processing is not
all-or-none but sensitive to the magnitude or “severity” of errors, and further support the existence
of rapid neural mechanisms involved in post-error adaptation.
Acknowledgment
This work is supported by grants from the Swiss National Science Foundation to PV (GLAASS : the
Geneva-Lausanne Anosognosia in Acute Stroke Study) and a fellowship from the E. Boninchi
Foundation to RV.
150
Conclusions
151
Conclusions
3.1
Conclusions générales
3.1.1
Rappel des principaux résultats
L’AHP n’est pas un phénomène unitaire. Comme le montre l’étude 1, elle est comorbide à de
nombreux troubles et ses corrélats neuro-anatomiques sont multi-focaux. Son origine est donc
probablement multifactorielle. Les doubles dissociations sont cependant une règle plutôt qu’une
exception. En effet, pour chaque association statistique, il est fréquent de trouver un patient qui ne
correspond pas à la tendance générale. Par conséquent, les dysfonctions responsables de l’AHP
pourraient être différentes d’un patient à l’autre. Ces différentes combinaisons de troubles
pourraient amener à un résultat comportemental similaire : une mauvaise appréciation du déficit
(composante « A » du modèle ABC de Vuilleumier (2004)). Le simple « nombre » de troubles
présentés par un patient (plutôt que leur nature) semble même être déterminant. Cependant,
certains troubles (comme les déficits de proprioception, la négligence ou la désorientation spatiotemporelle) participeraient de façon plus importante ou plus fréquente que d’autres à la genèse de
l’AHP. Il y aurait donc plusieurs « cocktails » de troubles possibles, et chacun pourrait donner des
manifestations anosognosiques particulières et différentes d’une autre conjonction de troubles. De
plus, l’étude 1 a permis d’observer que certains « cocktails » de déficits étaient plus robustes que
d’autres dans la persistance de l’anosognosie. La présence de troubles cognitifs, et en particulier
d’une négligence visuo-spatiale et d’une désorientation spatio-temporelle, serait en effet
déterminante pour observer la chronicité du syndrome anosognosique.
L’étude 2 a montré que l’association de déficits neurologiques et de troubles de l’attention spatiale
et/ou de mémoire n’étaient pas les seuls candidats à la genèse de l’AHP. En effet, même pour un
contenu n’ayant pas de rapport avec leur incapacité motrice, les patients sévèrement
anosognosiques présentaient une difficulté à remettre en question leurs croyances, même en
présence d’éléments incongruents (composante « B » du modèle ABC). Des désordres cognitifs de
haut niveau peuvent donc également être impliqués (voir aussi la proposition de Levine (1990)), et
ont facilement pu échapper aux autres études ayant utilisé des tests classiques de mesure du
fonctionnement cognitif (comme le Mini-Mental State (Folstein et al., 1975) ou des tâches exécutives
génériques comme les fluences verbales (Thuillard & Assal, 1991) ou le Stroop (MacLeod, 1991).
Notre étude est une des premières à investiguer le système de croyances des patients
anosognosiques mais cette démarche n’est qu’un premier pas vers l’identification d’autres
mécanismes cognitifs spécifiques (comme un déficit de « reality monitoring » (Jenkinson et al.,
152
Conclusions
2009a), de représentation du mouvement (Jenkinson et al., 2009b) ou de monitoring moteur (Berti
et al., 2005; Berti & Pia, 2006).
Dans les études 3 et 4, les mécanismes de détection d’erreur ont été abordés dans un contexte plus
large que la découverte d’un déficit moteur. En effet, ces études se sont focalisées sur la signature
neurophysiologique et automatique de l’erreur. Comme ce champ d’étude est relativement peu
exploré chez une population clinique, une tâche originale et adaptée à des patients cérébro-lésés a
été développée puis validée chez des participants sains. L’étude 3 a permis d’attester de l’existence
d’un signal cérébral d’erreur automatique, rapide et spécifique à la détection d’une incongruence
entre un programme moteur effectué et des attentes contextuelles (composante « C » du modèle
ABC). Cette signature physiologique de l’erreur était corrélée d’une part au niveau d’anxiété généré
par l’erreur et d’autre part à des indices d’amélioration de la performance. Elle était de plus modulée
dans notre étude 4 par la sévérité de l’incongruence, et ce de façon très précoce (environ 50ms pour
les premiers effets), bien avant l’émergence d’une conscience subjective de l’erreur. Le cerveau est
ainsi « extrêmement » efficace à détecter une erreur et à en coder la sévérité, et ce de façon
automatique. Cette détection pourrait permettre une réaction émotionnelle appropriée (l’anxiété
par exemple) ainsi que des mécanismes d’ajustement de la performance. En raison d’un recrutement
difficile, cette tâche n’a pas encore pu être administrée à des patients anosognosiques. Toutefois,
appliquée à deux patients présentant un hémisyndrome gauche complet après un AVC
hémisphérique droit mais nosognosiques de leurs incapacités motrices, ces composantes de l’erreur
étaient visuellement encore présentes (voir Figure 6).
8
Contrôles
6
Patients
Amplitude [microV]
4
2
0
-500
-400
-300
-200
-100
0
100
200
300
400
500
-2
-4
-6
Temps [ms]
Figure 6. Potentiels évoqués (sur FCz) des erreurs (réponse motrice lors d’essai noGo) d’un groupe contrôle (en violet ; 16 participants sains ;
âge moyen : 27 ans) et de deux patients cérébro-lésés nosognosiques de leur atteinte motrice gauche (en bleu ; âge moyen : 69 ans).
153
Conclusions
Une application de ce paradigme aux patients anosognosiques permettrait d’observer une éventuelle
réduction ou même un effacement de ces composantes. Un tel déficit pourrait témoigner d’une
altération dans la détection précoce et automatique des erreurs, d’un possible émoussement de la
réaction émotionnelle associée aux erreurs (anxiété ou autres) et d’une absence d’adaptation
comportementale à la tâche. Ces aspects sont encore spéculatifs mais ces recherches sont
actuellement en cours.
Aussi, toutes les études menées durant ce travail de thèse convergent vers une même conclusion : la
prise de conscience d’un déficit moteur est un processus plus complexe que ce qui a souvent été
supposé dans les premières réflexions sur le sujet. De nombreux facteurs sont impliqués (dont
l’appréciation du déficit, la modification des croyances et les mécanismes de vérification proposés
par Vuilleumier (2004)) et leur identification n’en est qu’à ses débuts. Nous espérons que ce travail et
les publications qui suivront permettront d’élargir les champs de recherche actuels sur le sujet et que
les nouvelles hypothèses proposées sauront engendrer d’autres études.
3.1.2
Critiques méthodologiques
Certaines critiques peuvent être formulées envers les études rapportées dans ce travail de thèse. En
effet, la rigueur scientifique impose souvent des choix qui ne permettent pas de prendre en compte
toute la complexité du phénomène clinique observé.
Dans l’étude 1, le testing neurologique, neuropsychologique et psychologique retenu tentait de
recouvrir le plus possible de troubles pouvant être potentiellement impliqués dans l’AHP. Cependant,
de nombreuses dimensions n’ont pas pu être prises en compte (comme des mesures implicites de
l’AHP, les hallucinations, les phénomènes de complétion ou les représentations du mouvement). En
effet, les évaluations hyperaiguës et subaiguës ont dû être réduites à des interventions rapides et
synthétiques, puisque les patients présentaient fréquemment à ces stades des difficultés de vigilance
et d’attention après quelques minutes d’entretien et qu’ils devaient se soumettre à de nombreuses
autres investigations médicales. Aussi, cette limitation dans le temps de passation a imposé une
restriction dans le choix du nombre de tests.
De plus, en raison des multiples troubles comorbides à l’AHP (et en particulier des troubles
exécutifs), les tests utilisés ont dû être simplifiés au maximum afin de pouvoir être administrés au
plus grand nombre de patients. Malgré ces adaptations, le recrutement de l’étude 2 s’est étendu sur
quatre années et seulement quatre patients avec une AHP sévère ont été capables de donner des
154
Conclusions
réponses « plausibles » durant tout le test, témoignant qu’ils avaient bien saisi le sens de la tâche.
Aussi, même si cette étude apporte un nouvel éclairage sur les facteurs possiblement impliqués dans
l’AHP, ces conclusions ne sont pas généralisables à tous les patients avec AHP. Concernant le
paradigme EEG (études 3 et 4), une application à des patients anosognosiques n’a pas encore pu être
exploitée, ces derniers n’étant fréquemment pas capables de réaliser une tâche d’attention soutenue
sur toute sa durée.
Une critique méthodologique peut également être formulée à l’égard des analyses statistiques. En
effet, plusieurs facteurs sont susceptibles d’en affaiblir la validité. L’échantillon clinique étudié
montrait des distributions asymétriques des scores pour la plupart des épreuves administrées. Aussi,
des tests non-paramétriques ont été utilisés lorsque cela était possible. Cependant, un tel recours n’a
pas pu être systématique. Pour pallier ces faiblesses, lors des analyses de régression linéaire par
exemple, les scores ont été transformés en rang (Howell, 2008). De plus, lors de ces analyses, un
nombre important de variables a été pris en compte, malgré un nombre restreint de patients (en
particulier pour les patients anosognosiques). Ces constatations imposent donc une grande prudence
dans l’interprétation et la portée de nos résultats. Elles demandent également une confirmation
empirique future.
3.1.3
Perspectives de recherche
Au vue de ces limites, de nouvelles recherches doivent être entreprises pour confirmer nos résultats
et investiguer d’autres aspects de l’AHP. Dans un premier temps, il serait important de développer
un nouveau questionnaire évaluant les multiples aspects de l’anosognosie, de façon rapide tout en
restant informatif (voir l'essai de Orfei et al., 2009). Ce questionnaire devrait comprendre une
mesure explicite du trouble, avec confrontation, mais également intégrer une mesure implicite, ainsi
qu’une auto-évaluation de son implication dans des tâches de la vie quotidienne et dans le futur. Les
croyances du patient par rapport à la maladie et par rapport aux exigences qu’il a sur lui-même et sur
sa vie devraient également être investiguées. Ces différentes évaluations permettraient de mieux
répartir les patients selon leur forme d’anosognosie particulière (voir modèle MIRAGe en figure 7).
De cette façon, les prochaines études ne commettraient pas l’erreur d’amalgamer différents
syndromes anosognosiques en une même entité. Ceci est le cas de toute la littérature sur le sujet
jusqu’à aujourd’hui et il est probable que certaines associations n’ont pas pu être mises en évidence
en raison de ce mélange de différentes sémiologies.
155
Conclusions
La connaissance implicite du trouble a déjà été investiguée par certains auteurs (Nardone et al.,
2007). Toutefois, une confirmation de ces résultats n’a pas encore été réalisée. L’utilisation d’autres
paradigmes de mesure implicite, comme l’ « Implicit Association Test » serait indiquée (Greenwald &
Banaji, 1995). Ce test a surtout été utilisé en psychologie sociale, pour évaluer par exemple le
racisme latent. En effet, nous avons plus de facilité à associer les mots « blanc » et « agréable » que
« noir » et « agréable ». Cette différence, en termes de temps de réaction, peut être plus ou moins
grande et elle pourrait constituer une mesure implicite des représentations internes. Appliqué à la
problématique de l’anosognosie, un test similaire a été développé (recherche en cours et non décrite
dans le cadre de cette thèse) où les patients doivent associer des mots relatifs à leur condition
motrice (« handicapé » ou « paralysé » versus « fort » ou « en bonne santé ») avec des mots faisant
référence à eux-mêmes (« je » ou « moi ») ou à autrui (« ils » ou « les autres »). Pour quelqu’un de
sain, l’association entre « fort » et « moi » se traduit par des temps de réaction plus courts. Pour une
personne plégique, l’association entre « paralysé » et « je » montre également cet effet facilitateur.
La performance des patients anosognosiques pourraient témoigner d’une connaissance implicite
(s’ils se comportent comme les personnes plégiques) ou pas (s’ils montrent des performances
similaires aux participants sains).
Des études neurophysiologiques de la détection d’erreur doivent également être poursuivies (dans la
continuité des études 3 et 4). Il serait également intéressant d’étudier la réaction neurophysiologique
des patients avec AHP lors de feedbacks visuels ou verbaux, congruents ou non avec leurs attentes
(Holroyd, Hajcak, & Larsen, 2006). L’investigation des corrélats neuro-anatomiques pourrait être
facilitée par le recours à des technologies d’imagerie fonctionnelle, même si les paradigmes
praticables avec cette méthode ne sont pas toujours compatibles avec l’investigation clinique de
l’anosognosie.
Les mécanismes de vérification en cas d’incertitude pourraient être étudiés également à un niveau
comportemental (Smith et al., 1997). Une telle tâche est en cours de développement, où le patient
doit reconnaître des lettres plus ou moins dégradées, présentées brièvement. Après chaque
présentation, il a la possibilité de la revoir avec un temps de présentation plus long, mais avec
comme coût une diminution de moitié du nombre de points gagnés en cas de réponse juste. Aussi,
les vérifications ne se feraient qu’en cas de doute suffisant. Cette épreuve permettrait de voir si les
patients anosognosiques ont moins tendance à vérifier l’information en cas de doutes objectifs.
156
Conclusions
Les études récentes concernant le monitoring moteur et les représentations motrices des patients
avec AHP sont également encourageantes (Berti et al., 2005; Berti & Pia, 2006; Jenkinson et al.,
2009a; Jenkinson et al., 2009b) mais restent rares et demandent à être confirmées et développées.
Aussi, beaucoup de recherches restent à faire dans ce domaine. Ces études permettraient non
seulement de mieux comprendre l’anosognosie mais surtout de lever certaines incertitudes
concernant les mécanismes de la conscience en général.
157
Conclusions
3.2
Vers un nouveau modèle multifactoriel
Les modèles existants de l’AHP n’offrent pas encore un cadre théorique suffisamment étoffé pour
expliquer toutes les manifestations cliniques du syndrome. Leur principale limitation est décrite cidessous, suivie d’une ouverture vers de nouveaux champs de recherche concernant la détection des
erreurs.
3.2.1
Aspects implicite et explicite de l’AHP
Comme précédemment exposé dans la partie introductive de ce manuscrit, l’AHP comporte un
versant explicite et implicite (voir aussi la section « 1.3.6 Caractère implicite / explicite » de la partie
introductive). Dans la plupart des théories actuelles sur l’AHP, ces deux aspects ne sont pas dissociés
et l’anosognosie est abordée comme un trouble homogène ou uniforme. Selon cette vision, soit un
patient est capable de donner une bonne description de ses symptômes et de leurs impacts sur la vie
quotidienne (il est alors « nosognosique »), soit il est « anosognosique » et ne peut pas rapporter
verbalement son trouble même après confrontation. Toutefois, entre ces deux extrêmes, il existe des
manifestations cliniques intermédiaires.
Certains patients vont présenter, malgré une absence de rapport verbal, une certaine connaissance
implicite du trouble (« dunkle Erkenntnis » de Anton (1898)), qui se traduirait par une tolérance à
rester à l’hôpital, une compliance aux traitements médicamenteux, physiothérapeutiques et
neuropsychologiques ou des mouvements compensatoires de leur plégie. Lors de confrontations, ils
justifient leurs contre-performances par de fausses raisons : « je suis fatigué », « c’est moins facile
aujourd’hui » ou « laissez moi du temps et je vais y arriver ». Aussi, malgré le ressenti implicite d’une
difficulté (le but n’a pas pu être atteint), ils ne peuvent pas en identifier la cause précise et accéder à
une connaissance explicite du trouble moteur.
A l’inverse, d’autres patients peuvent minimiser leur trouble (tout en le reconnaissant explicitement :
« il est faible mais non paralysé ») mais s’avérer incapable de se projeter dans le futur lors de prise de
décision et présenter parallèlement peu de ressenti émotionnel (anosodiaphorie). Cette forme
d’anosognosie a fréquemment été décrite chez les patients TCC avec lésions des lobes frontaux
(Levine`, Dawson, Boutet, Schwartz, & Stuss, 2000; Levine` et al., 1998; Prigatano & Altman, 1990).
Il y a donc bien au niveau clinique une double dissociation entre les versants implicite et explicite de
l’AHP. Partant de ces constations, l’hypothèse d’une distinction fonctionnelle et anatomique entre
158
Conclusions
ces deux aspects de la conscience paraît légitime. Aussi, il se pourrait qu’au niveau cérébral, il existe
deux voies différentes de traitement des signaux de déficit : une voie explicite et une voie implicite,
qui apporteraient chacune des renseignements sur la conscience du corps. Une telle dissociation a
d’ailleurs également été postulée dans le modèle du « Conscious Awareness System » de Schacter
(1990).
3.2.2
Traitements conscient et inconscient en neuropsychologie
Le traitement d’un stimulus peut exister en l’absence d’une reconnaissance explicite (De Gelder, De
Haan, & Heywood, 2002). Par exemple, chez des patients négligents, des stimuli présentés dans
l’hémi-espace gauche (et non rapportés) peuvent tout de même avoir un effet sur le comportement
des patients : en choix forcé, ils opteront plus fréquemment pour une maison qui ne brûle pas du
côté gauche (Marshall & Halligan, 1988; Vuilleumier, Schwartz, Clarke, Husain, & Driver, 2002). Des
patients prosopagnosiques présenteront une réponse électrodermale plus importante pour les
visages des personnes dont ils sont proches par rapport à des inconnus (Tranel & Damasio, 1985).
Des patients alexiques peuvent réaliser une tâche de décision lexicale et de catégorisation
sémantique au-dessus du niveau de la chance lors de présentations très brèves (Landis, Regard, &
Serrat, 1980). Les patients « blindsight » sont capables de deviner des caractéristiques de stimuli
présentés dans leur champ lésé malgré leur cécité (Stoerig & Cowey, 1997). Il peut exister une
mémorisation implicite chez des amnésiques, sans aucun souvenir explicite d’apprentissage. De cette
façon, certains amnésiques ont même pu apprendre à utiliser des ordinateurs (Glisky, Schacter, &
Tulving, 1986). Le « priming », c'est-à-dire un effet facilitateur dans le traitement des stimuli
précédemment déjà traités, permet également d’illustrer la dissociation entre processus implicite et
explicite. En effet, chez des sujets sains, cet effet existe même en l’absence de détection consciente
du stimulus dans des tâches de complétion de fragments de mots ou d’identification de mots
(Dehaene et al., 2001). Cet effet s’étend également à l’utilisation du champ sémantique du mot
(Ortells, Daza, & Fox, 2003).
Il est ainsi plausible de penser que même si des troubles neurologiques et neuropsychologiques
empêchent d’apprécier justement un déficit moteur à un niveau conscient, le cerveau pourrait tout
de même détecter inconsciemment des incongruences entre des attentes motrices et leur réelle
efficience. Ces mécanismes automatiques de détection d’erreur ont en fait été largement étudiés
dans le domaine de la neurophysiologie.
159
Conclusions
3.2.3
La détection d’erreur en neurophysiologie
Comme présenté en introduction des études 3 et 4, il existe une signature neurophysiologique de
l’erreur motrice (Falkenstein et al., 2000), constituée de deux composantes principales : l’ « ERN »
(pour Error-Related Negativity), qui apparaît entre 50 et 100ms après avoir commis une erreur et qui
est générée dans le cortex cingulaire antérieur (Dehaene et al., 1994; van Veen & Carter, 2002a) et la
« Pe », d’amplitude positive et de latence plus tardive (autour des 180ms), dont les générateurs sont
légèrement plus postérieurs que l’ERN (voir étude 3).
Des études portant sur les anti-saccades chez le sujet sain (Endrass, Reuter, & Kathmann, 2007;
Nieuwenhuis et al., 2001) ont montré que l’ERN pouvait apparaître même en l’absence d’un rapport
verbal de l’erreur. Des résultats similaires ont été retrouvés avec d’autres paradigmes, comme le test
de Stroop (Hester et al., 2005; O'Connell et al., 2007). Le profil inverse est également possible, c'està-dire qu’un rapport verbal de l’erreur peut être obtenu en présence d’une ERN très diminuée. De
telles observations ont été rapportées chez des patients TCC (Larson, Kaufman, Schmalfuss, &
Perlstein, 2007). Ces auteurs rapportent de plus que la Pe (la composante positive plus tardive)
semblait liée à la conscience de l’erreur. Une autre étude a permis de confirmer cette indépendance
entre l’ERN et le rapport verbal du déficit. En effet, Stemmer et al. (2004) ont montré que des
patients avec lésions de l’ACC présentaient des ERN moins amples, sans changement du rapport
verbal. Détection physiologique automatique et conscience seraient donc bien doublement
dissociées.
Ullsperger et al. (2002) ont par ailleurs permis de mieux identifier les régions impliquées dans la
détection d’erreur. En examinant des patients avec différentes lésions (orbitofrontales, frontales
latérales et temporales), ils ont réalisé que seules des lésions frontales latérales amenaient à une
extinction de l’ERN. Chez pratiquement tous ces patients, la lésion s’étendait à la partie antérieure de
l’insula, une région qui ressortait comme très importante pour l’AHP dans nos analyses de
recouvrement de lésions (voir l’étude 1). Cette région est également retrouvée comme importante
dans le monitoring des erreurs (Klein et al., 2007; Magno et al., 2006; Taylor et al., 2007). De plus,
chez des patients parkinsoniens, où la détection des erreurs motrices est régulièrement affectée
(Stemmer, Segalowitz, Dywan, Panisset, & Melmed, 2007), l’amplitudes de l’ERN est réduite (mais
voir Holroyd, Praamstra, Plat, & Coles, 2002 pour des résultats contradictoires).
Le traitement d’une erreur semble donc être l’aboutissement de deux niveaux distincts de détection.
D’une part, il y existerait une détection implicite, inconsciente, rapide et automatique, reflétée dans
160
Conclusions
la composante neurophysiologique « ERN », qui dépend du cortex cingulaire antérieur, de régions
frontales latérales (avec un rôle probablement important de la partie antérieure de l’insula) et
d’autres régions sous-corticales. D’autre part, il existerait en parallèle une détection explicite et plus
tardive, comprenant des générateurs cérébraux distincts, probablement corticaux.
Le rôle des marqueurs neurophysiologiques (ERN et Pe) dans les manifestations cliniques de l’AHP
(les aspects implicites et explicites) reste cependant encore à déterminer empiriquement. En temps
normal, ces deux systèmes travailleraient conjointement et ne pourraient pas être différenciés. Lors
d’une lésion, ils pourraient être touchés chacun de façon sélective et à des degrés divers, donnant
ainsi une variété clinique importante.
Les implications de ces deux voies dans la diversité clinique du syndrome sont précisées dans la
section suivante et intégrées dans un nouveau modèle de l’AHP, nommé « MIRAGe ».
161
Conclusions
3.3
Le modèle MIRAGe
Ce modèle est issu d’une part de nos données expérimentales récentes et d’autre part d’une
réflexion sur les modèles déjà existants. Son nom, « MIRAGe », reprend les premières lettres des cinq
mécanismes principaux impliqués dans la prise de conscience d’un déficit : la Modification des
croyances antérieures, l’Interprétation cohérente des données du réel, la Réaction psychologique au
traumatisme, l’Appréciation du déficit et enfin la Gestion de l’incertitude. Chacun de ces différents
aspects est présenté dans les sous-chapitres qui suivent, dans leur ordre supposé d’apparition dans
le processus de prise de conscience. Le modèle est schématisé par la figure 7 (voir aussi Vocat &
Vuilleumier, 2009).
3.3.1
Appréciation du déficit
Lors d’une tentative de mouvement, une comparaison est effectuée entre les attentes sensitives et
motrices et la réalisation effective de la commande motrice (Berti et al., 2005; Berti & Pia, 2006;
Blakemore et al., 2002). Chez des patients hémiplégiques, de nombreux déficits sont susceptibles de
fausser l’appréciation de l’incapacité motrice par le patient. Les feedbacks sensoriels habituellement
intacts peuvent s’avérer dysfonctionnels et la détection d’un trouble peut ainsi devenir difficile
(composante « A » du modèle de Vuilleumier (2004)).
En effet, au niveau des canaux sensitifs (tactile, proprioceptif et visuel), de nombreux désordres sont
susceptibles d’en perturber l’informativité : anesthésie complète ou partielle, hémianopsie,
phénomènes d’extinction ou de complétion (tactile, motrice ou visuelle), négligence personnelle
ou/et illusions kinesthésiques. Notre étude 1 a également pu mettre en évidence le rôle important
que pouvaient jouer la perte de la proprioception et la négligence visuo-spatiale. Au niveau de la
commande motrice, la copie efférente peut être manquante et ne plus générer d’attentes sensitives
(Berti et al., 2005; Berti & Pia, 2006) ; ou alors une négligence motrice peut empêcher la mise en
œuvre d’une commande motrice (Heilman et al., 1998). Ces déficits sont susceptibles d’affaiblir le
feedback parvenant à la voix implicite comme à la voix explicite, et ce à différents niveaux de
sévérité.
La voie explicite
Cette voie amènerait à la connaissance et au rapport explicite du déficit. Elle aurait pour rôle
d’intégrer de nombreux canaux (tactile, proprioceptif, visuel et/ou moteur) qui traduiraient les
informations phénoménologiques des activités en cours. Ces informations seraient représentées
162
Conclusions
dans ce que Dehaene et ses collaborateurs désignent sous le terme de « Global Workspace », un
espace mental où toutes les données somatosensorielles peuvent être représentées en même temps
(Dehaene, Changeux, Naccache, Sackur, & Sergent, 2006; Dehaene & Naccache, 2001; Dehaene,
Sergent, & Changeux, 2003). Si la représentation de ces informations est suffisamment riche et
élaborée et que les différentes régions corticales (frontales et pariétales) sont susceptibles de
correspondre entre elles (par exemple par le biais d’un état réverbérant de synchronisation entre les
différentes régions), l’accès à la conscience serait possible (Lamme, 2006; Rodriguez et al., 1999;
Tallon-Baudry, 2004; Tallon-Baudry & Bertrand, 1999). Cette synchronisation correspondrait au
niveau neurophysiologique à des fréquences de décharges dans la bande gamma (plus de 30Hz;
Rodriguez et al., 1999). Cet accès à la conscience pourrait orienter sélectivement l’attention. Il
correspondrait à une « Connaissance » concernant le trouble et permettrait son rapport verbal. Des
lésions des aires sensitivo-motrices ou de leurs connexions pourraient partiellement ou totalement
priver ce système de monitoring explicite des informations nécessaires à l’élaboration de la prise de
conscience. Toutefois, une telle privation ne préviendrait pas forcément le système de monitoring
implicite de détecter des anomalies motrices ou sensitives.
La voie implicite
Cette voie contribuerait à un traitement automatique et inconscient des erreurs motrices, basé sur
une comparaison entre les feedbacks attendus (en se basant sur le mouvement planifié) et les
feedbacks actuels (en se référant aux feedbacks visuel, tactile, proprioceptif en cours). Ce système de
monitoring aurait des voies distinctes du système explicite : ACC, partie antérieure de l’insula
(monitoring de l’action) et ganglions de la base. Il serait impliqué dans la génération de l’ERN. Une
activation de cette voie résulterait en un « Sentiment » de difficulté, incluant une réponse
émotionnelle et un ajustement de l’état d’éveil. Une lésion de cette voie pourrait supprimer ou
affaiblir ce signal implicite du déficit. Dans notre superposition de lésions (voir étude 1), l’ACC était
partiellement lésé et la partie antérieure de l’insula et les ganglions de la base étaient fréquemment
touchés dans l’AHP, de même que la matière blanche adjacente à l’ACC (ses connexions vers le
cortex moteur). Un manque de détection implicite du trouble ne permettrait pas d’avoir une réaction
émotionnelle appropriée et d’entreprendre des comportements de compensation, et ce même si
une détection explicite resterait possible.
3.3.2
LeS anosognosieS : les trois principaux types
Différents degrés d’atteinte des systèmes explicite et implicite pourraient ainsi correspondre à trois
différents types cliniques de désordre de la conscience d’un déficit (voir Figure 7). Lorsque ces deux
163
Conclusions
systèmes sont fonctionnellement intacts, les patients auraient une « conscience complète » de leur
performance motrice (normale ou altérée). Lorsque les deux systèmes sont touchés, les patients
pourraient présenter une « anosognosie complète ». Non seulement ils ne pourraient pas rapporter
leur déficit après confrontation mais ils se comporteraient comme si tout allait bien et prendraient
des conduites risquées, comme essayer de se lever et marcher malgré leur hémiplégie. Typiquement,
ils seraient incapables d’accepter les raisons de leur hospitalisation et attribueraient celle-ci à
d’autres causes (ex. attaques cardiaques, malaise ou grippe).
Si le monitoring explicite est touché mais que les données implicites sont restées intactes, le déficit
pourrait ne pas être rapporté verbalement, par manque de « Connaissance », alors que les patients
présentent des manifestations comportementales indirectes, témoignant d’un savoir inconscient du
trouble ou son « Sentiment ». Malgré le fait qu’ils dénient leur déficit, ils pourraient ainsi par
moment se comporter de façon « appropriée » en consentant à rester au lit ou en acceptant les
examens médicaux et les thérapies. Ils pourraient cependant développer à long terme des
symptômes dépressifs (Starkstein et al., 1990).
A l’inverse, si le monitoring explicite est préservé mais que le système implicite est dysfonctionnel, le
déficit pourrait être verbalement admis (par exemple durant une confrontation) mais, en raison
d’une absence de « Sentiment » du trouble, son importance pourrait être minimisée. De tels patients
pourraient montrer des difficultés d’adaptation à leur nouvel état malgré une apparente nosognosie
et seraient inadéquats lors de prises de décision pour leur vie future. Ce type de désordre est
fréquemment rapporté chez les patients avec traumatisme crânio-cérébral (Langevin & Le Gall, 1999)
mais pourrait aussi survenir chez des patients victimes d’AVC. Cette manifestation comporterait
certaines similarités avec l’anosodiaphorie (Babinski, 1914). Par exemple, l’un de nos patients
médecin pouvait très bien décrire la survenue de son incapacité motrice (une hémiplégie complète)
et savait qu’elle était causée par un AVC. Toutefois, il ne « ressentait » pas le besoin d’appeler à
l’aide ou de rejoindre l’hôpital pour recevoir les traitements appropriés. Il prétendait même devoir
aller jouer au golf avec son fils.
Bien sûr, cette typologie divisée en quatre catégories de conscience n’est pas si stricte dans la
pratique clinique, possiblement car les deux systèmes de monitoring peuvent être affectés à des
degrés divers et que leurs dysfonctions éventuelles sont susceptibles d’évoluer favorablement dans
le temps. Néanmoins, nous espérons que cette spéculation théorique aidera à mieux caractériser les
manifestations comportementales de l’anosognosie et envisager de nouveaux tests plus spécifiques.
164
Conclusions
Commande
motrice
Appréciation du déficit
Sensitif
Hémianesthésie
Extinction tactile
Complétion tactile
Négligence personnelle
…
Proprioceptif
Déficit de proprioception
Illusions kinesthésiques
Complétion proprioceptive
…
Voie explicite
• Détection consciente de l’erreur
• Basé sur la qualité des feedbacks et
l’accès aux réseaux attentionnels et
exécutifs.
• Cortex fronto-pariétal
Visuel
Moteur
Hémianopsie
Extinction visuelle
Complétion visuelle
Négligence visuo-spatiale
…
Absence de copie efférente
Négligence motrice
…
Sentiment
Altéré
Altéré
Voie implicite
Bon
Anosognosie
complète
Anosognosie
implicite
Rapport verbal : ─
Comportement : ─
Rapport verbal : +
Comportement : ─
Anosognosie
explicite
Conscience
complète
Rapport verbal : ─
Comportement : +
Rapport verbal : +
Comportement : +
Bon
• Détection inconsciente de l’erreur
• Basée sur un monitoring automatique et la
relevance affective de l’incongruence entre le
but et le résultat
•ACC, insula, ganglions de la base, amygdale
Connaissance
Gestion de l’incertitude
Evaluation de l’incertitude
Mécanismes de vérification
Monitoring de l’action et de la réalité
Remise en question de soi
Interprétation cohérente
Réaction psychologique
Stratégies de coping (ex. évitement)
Mécanismes de défense :
- Déni
- Déplacement
- Formation réactionnelle
Construction d’une cohérence en fonction de
l’appréciation des déficits et des anciennes
croyances sur soi
► Phénomènes hallucinatoires possibles
► Confabulations éventuelles
Modification des croyances
Accès aux croyances antérieures sur soi
Mise à jour des croyances sur soi
Intégration en mémoire à long terme
Figure 7. Modèle MIRAGe, selon Vocat et Vuilleumier
165
Conclusions
3.3.3
Gestion de l’incertitude
Même en cas de difficultés à apprécier justement une incapacité motrice, l’annonce du diagnostic
médical, des confrontations répétées et des questions répétitives du corps médical et de la famille
devraient susciter un sentiment de « doute » chez le patient et le pousser à des vérifications de son
expérience phénoménologique. Ces impressions d’incertitude seraient le résultat de processus
cognitifs et affectifs, activés par les systèmes de monitoring de la réalité. Ces systèmes exécutifs de
haut niveau seraient recrutés lorsque les informations à disposition seraient incongruentes entre
elles ou alors insuffisantes (Norman & Shallice, 1986; Ramachandran, 1995). En effet, beaucoup
d’anosognosiques semblent ne pas se remettre en question malgré la pertinence personnelle et la
signification émotionnelle d’un déficit aussi important qu’une hémiplégie. Ces patients agissent à
l’opposé des patients hypocondriaques (chez qui la tendance est plutôt à exagérer la peur d’avoir
une maladie) et apparaissent remarquablement calmes et peu inquiets. Aussi, les processus cognitifs
et affectifs nécessaires à la mise en œuvre de conduites de vérifications pourraient également être
altérés chez certains patients avec AHP.
3.3.4
Interprétation cohérente du réel
Le « Sentiment » implicite et la « Connaissance » explicite du déficit moteur seraient intégrés dans
une seule et même interprétation cohérente de la réalité, qui pourrait ainsi être consciemment
manifestée et exprimée verbalement par le patient. Cette fonction d’ « interprète » prendrait place
dans l’hémisphère gauche (Gazzaniga, 2000; Ramachandran, 1995) et tenterait de façonner une
histoire qui a du sens en regroupant, parmi toutes les informations accessibles à un moment donné,
celles qui sont congruentes avec les croyances préalables (Assal, 1983). Les informations
incongruentes ne seraient pas oubliées. Si elles atteignent un certain seuil d’incongruence, elles
constitueraient alors un vecteur de doute et d’incertitude et entraîneraient des conduites de
vérification et une éventuelle modification des croyances antérieures. Selon Ramachandran (1995),
l’hémisphère droit serait dévolu à ce rôle d’ « avocat du diable », qui opposerait à l’histoire
cohérente de l’hémisphère gauche les incongruences rencontrées avec d’autres informations moins
relevantes.
Chez certains anosognosiques, ce processus d’élaboration de sens pourrait être dysfonctionnel. En
effet, en présence d’une lésion hémisphérique droite, cette fonction d’ « avocat du diable » ne
pourrait plus être remplie et les fonctions intégratives de l’hémisphère gauche auraient tendance à
se focaliser uniquement sur les éléments congruents avec d’anciennes croyances (voir étude 2).
Aussi, les informations incongruentes (en minorité chez les anosognosiques puisqu’ils sont privés de
166
Conclusions
nombreux
feedbacks),
incomplètes
ou
manquantes
pourraient
alors
être
minimisées
(Ramachandran, 1995), effacées de l’attention du sujet ou alors même remplacées par des
phénomènes hallucinatoires congruents avec les croyances (comme ils peuvent être observés chez
les psychotiques ; voir aussi les expériences de la « reality box » de Ramachandran (1995), section
« 1.9.2 Les troubles associés : les hallucinations »). Cette dernière possibilité semble être le cas des
patients avec « anosognosie complète », chez qui les deux voies de détection sont touchées (explicite
et implicite) et où très peu d’informations externes sont disponibles. Dans le cas de ces anosognosies
sévères, les patients prétendent voir leur bras bouger, sentir des mouvements ou entendre du bruit
lorsqu’ils doivent taper des mains. De la même façon, certains patients vont reconstruire leurs
souvenirs de confrontation en prétendant avoir été capables de bouger leur bras plégique. De plus,
les justifications des patients anosognosiques ne sont que rarement délirantes. En effet, elles se
basent, encore une fois, sur d’anciennes croyances quant aux capacités motrices, puisque les
informations actuelles concernant la plégie ne sont pas suffisamment élaborées pour parvenir à un
degré d’incongruence significatif pour l’ « interprète » hémisphérique gauche. Ces productions
verbales seraient alors considérées comme des confabulations par une tierce personne.
3.3.5
Modifications des croyances
Des interprétations biaisées pourraient toutefois ne pas suffire à expliquer tous les aspects de l’AHP.
La mise à jour des anciennes croyances pourrait aussi être affectée par la lésion. Dans l’étude 2, des
patients avec « anosognosie complète » en situation d’incertitude complète étaient plus sûrs de leurs
réponses que les patients nosognosiques. Ils avaient également tendance à persévérer dans leurs
erreurs même lorsque de nouvelles informations devenaient incongruentes avec leurs croyances.
Toutefois, lorsque l’incongruence devenait trop importante, une modification des croyances était
possible afin d’aboutir à une bonne réponse. Aussi, un déficit global de raisonnement a pu être
écarté. Au contraire, il s’agirait d’une difficulté spécifique à se détacher d’anciennes croyances et à
les modifier.
Conformément aux analyses de recouvrements de lésions de l’étude 1, les déficits de changement
des croyances pourraient être associés à des lésions de l’hippocampe et de l’amygdale (une structure
impliquée dans la détection rapide de stimuli relevants), possiblement en conjonction avec leurs
connexions (via la capsule interne antérieure) avec les aires préfrontales médianes, impliquées dans
le monitoring de soi (Norman & Shallice, 1986). Des dommages de ces aires pourraient empêcher
l’encodage en mémoire de nouvelles informations importantes et également réduire le ressenti
émotionnel nécessaire pour ajuster son comportement en face de situations potentiellement
167
Conclusions
menaçantes et relevantes pour soi. Des lésions de l’insula et des régions préfrontales ventromédianes pourraient également jouer un rôle dans la formation et la modification des croyances en
supprimant les signaux affectifs nécessaires aux changements des croyances (Naqvi & Bechara,
2009). De façon intéressante, dans une étude récente d’imagerie cérébrale qui examinait les
croyances chez le sujet sain, une activation du cortex préfrontal ventro-médian était associée avec
des croyances acceptées alors qu’une activation de l’insula corrélait avec le doute et que l’activation
de l’ACC corrélait avec l’incertitude (Harris et al., 2008). Les corrélats neuro-anatomiques des
systèmes impliqués dans la formation et la modification des croyances nécessitent toutefois encore
d’être confirmés par d’autres investigations.
3.3.6
Réaction psychologique au traumatisme
Même s’il ne fait aucun doute que l’anosognosie est le résultat direct d’un dysfonctionnement
cérébral multifactoriel, cela n’exclut pas entièrement un rôle de processus purement psychologiques
qui pourraient influencer la manière dont les individus gèrent la survenue d’un handicap important.
Les mécanismes de défense psychodynamiques ont été amplement décrits chez une population sans
lésion cérébrale (Freud, 1938; Freud & Breuer, 1895) et il n’y a pas de raison de penser qu’ils cessent
de fonctionner chez des patients neurologiques. La perte soudaine de capacités sensorimotrices et
leurs conséquences au quotidien constituent évidemment un évènement traumatique majeur, qui
requiert certainement des mécanismes psychologiques pour y faire face. Une période d’acceptation
des déficits et de leurs implications est donc nécessaire (O'Callaghan, Powell, & Oyebode, 2006).
D’ailleurs certains rapports de patients hémiplégiques (Ramachandran, 1996b; Weinstein & Kahn,
1950) montrent bien que de tels mécanismes sont à l’œuvre : « non, tout va bien, je n’ai jamais été
malade de ma vie » (mécanisme de déni), « mon neveu a eu un accident et il a eu une opération
avec des séquelles » (mécanisme de déplacement) ou « ma main gauche est même plus forte que la
droite » (mécanisme de formation réactionnelle).
De plus, des lésions cérébrales pourraient également affecter la tendance à recourir à ces
mécanismes ou en moduler l’efficacité, d’une façon positive ou négative (Schilder, 1935a; Turnbull &
Solms, 2007). Il serait ainsi possible, par exemple, que des lésions frontales puissent abolir une
inhibition qui réfrène habituellement l’utilisation du déni.
La façon dont ces facteurs psychologiques interagissent avec les atteintes neuropsychologiques et
modulent les manifestations cliniques de l’AHP est encore largement ignorée. Ils ne doivent toutefois
168
Conclusions
pas être minimisés, même s’il est évident qu’ils ne peuvent pas expliquer toutes les manifestations
de l’anosognosie.
3.3.7
Conclusions finales du modèle MIRAGe
Toute la complexité des mécanismes de prise de conscience est révélée dans les manifestations
cliniques multiples de l’AHP. Aussi, seul un modèle multifactoriel permet de rendre compte de cette
pluralité. Chacune des étapes décrites ci-dessus est susceptible de participer à un désordre de la
conscience du trouble et seule l’interaction entre tous ces aspects permettrait d’aboutir à un niveau
de conscience implicite et explicite de l’incapacité motrice.
Le modèle MIRAGe intègre de nombreux champs de recherche afin de proposer un cadre théorique
générale de l’AHP. Aussi, il pourrait étendre son domaine d’application à d’autres troubles de la
conscience, comme d’autres formes d’anosognosie (hémianopsie, cécité corticale, négligence,
troubles de la mémoire, …) ou des troubles du schéma corporel (asomatognosie, somatoparaphrénie,
…). Toutefois, même si les premières observations empiriques vont dans le sens de ce modèle,
d’autres justifications expérimentales sont nécessaires.
169
170
Annexes
171
Annexes
4.1
Exemple de protocole de l’étude 1
Anamnèse
1. Nom et date de naissance :
2. Préférence manuelle :
3. Langue maternelle :
4. Formation :
5. Date et anamnèse de l’évènement aigu :
Examen neurologique
1. NIHSS
2. Motricité – Main G [5 = aucun mouvement]
Distale [0 à 5] :
Proximale [0 à 5] :
3. Sensibilité superficielle [0 / 0.5 / 1 (= échoué)] et proprioception [0 / 0.5 / 1 (=échoué)] :
SENSIBILITE
Main G
Toucher
Piquer
Bras G
Toucher Piquer
PROPRIOCEPTION
Majeur Poignet Coude
G
G
G
1.
2.
3.
4. Extinction [0 / 1 (= échoué)]
VISUELLE
G
D
II
AUDITIVE
G
D
II
TACTILE
G
D
II
1.
2.
3.
4.
Hémi / quadranopsie :
172
MOTRICE
G
D
II
Annexes
Examen neuropsychologique et du comportement
1. Orientation (écrire les propos du patient) 0= orienté 0.5 = partiellement 1= désorienté
•
Temporelle (moment de la journée, jour, date, moi, année)
•
Personnelle (âge, date de naissance)
•
Spatiale (lieu précis, ville, pays)
2. Niveau de vigilance
0
1
2
→
→
→
Spontanément réveillé et actif
Réactif mais ralenti
Trouble de la vigilance
3. Anosognosia Rating Scale (selon Bisiach)
0
1
2
3
→
→
→
→
trouble rapporté spontanément sur questions générales
trouble rapporté après question spécifique sur la fonction affectée
trouble reconnu après démonstration clinique
trouble non reconnu
4. Evaluation of anosognosia (selon Feinberg, Nathanson et Cutting)
[0 = conscience, 0.5 = conscience partielle, 1 = inconscience]
Anosognosie pour score ≥ 2. Si items non pertinents, score en %
1. Pourquoi êtes-vous ici ? Pourquoi êtes-vous à l’hôpital ?
2. Quel est votre problème ? Etes-vous malade ?
3. Est-ce qu’il y a quelque chose qui ne va pas avec votre bras (nommé) ?
4. Est-ce qu’il y a quelque chose qui ne va pas avec votre bras (désigné) ?
5. Pouvez-vous le bouger ? Pouvez-vous le lever ?
6. Est-il faible, paralysé, insensible ? Comment le sentez-vous ?
7. Le docteur m’a dit que votre bras était paralysé ? Etes-vous d’accord ?
173
Annexes
8. Le bras est levé et relâché dans l’hémi-espace gauche. Il semble un peu faible. Etesvous d’accord ?
Le bras est levé et relâché dans l’hémi-espace droit. Il semble un peu faible. Etes-vous
d’accord ?
9. Qu’est-ce que c’est ? (bras concerné montré au patient).
10. Votre vision est-elle normale ? Voyez-vous la même chose à D qu’à G ?
5. Phénomènes liés à l’anosognosie (selon Cutting)
[0 = absence du phénomène, 1 = présence]
1. Anosodiaphorie :
• Votre bras gauche, est-ce qu’il vous gêne?
•
Comment vous sentez-vous par rapport à ça? Est-ce que ça vous inquiète, est-ce que
cela vous attriste, est-ce que cela vous met en colère ?
2. Sentiments étranges :
• Avez-vous l’impression que votre bras est étrange ou bizarre ?
3. Non appartenance :
• Est-ce que vous avez l’impression que votre bras ne vous appartient pas ?
•
Est-ce que vous avez l’impression qu’il appartient à quelqu’un d’autre ?
4. Misoplégie :
• Est-ce que vous avez un sentiment particulier pour votre bras ? Est-ce que vous
l’aimez bien ou est-ce que vous ne l’aimez pas ?
5. Personnification :
• Est-ce que vous lui donnez parfois un nom?
174
Annexes
6. Illusions somesthésiques et kinesthésiques :
• Avez-vous parfois l’impression que votre bras bouge?
•
Si c’est le cas : Est-ce qu’il bouge parfois sans que vous le vouliez ?
7. Membres fantômes surnuméraires :
• Avez-vous parfois l’impression d’avoir plus d’un bras ou d’une main ?
•
Avez-vous parfois la sensation d’un bras étranger posé à côté de vous ?
•
Avez-vous parfois la sensation que votre bras est séparé du bras réel et/ou de vous ?
6. Tâches unimanuelles, bimanuelles et des 2 jambes (selon Marcel)
[0 = impossible à 10 = normal]
Anosognosie pour score ≥ 5
UNIMANUELLE
1. Boire un verre d’eau
2. Peigner les cheveux
3. Ouvrir une porte
4. Cueillir une fleur
5. Tenir un parapluie
BIMANUELLE
1. Faire un nœud
2. Applaudir
3. Ramer
4. Ouvrir une bouteille
MD
MG
MD + MG
JUGEMENT EXPr
JUGEMENT EXPr
Si le patient se dit incapable de réaliser l’action dans le moment présent, lui demander:
• Et dans un moment, pensez-vous être capable d’ouvrir une bouteille ?
• Et dans quelques jours, pensez-vous que vous serez capable d’ouvrir une bouteille ?
5. Battre les cartes
DEUX JAMBES
1. Marcher
JD + JG
JUGEMENT EXPr
Si le patient se dit incapable de réaliser l’action dans le moment présent, lui demander:
• Et dans un moment, pensez-vous être capable de marcher ?
• Et dans quelques jours, pensez-vous que vous serez capable de marcher ?
2. Sauter
3. Monter sur tabouret
4. Monter sur échelle
5. Danser
175
Annexes
REEVALUATION
1. Boire un verre d’eau
2. Peigner les cheveux
3. Applaudir
4. Ouvrir une bouteille
IMMEDIATE
DIFFEREE
7. CBS (Catherine Bergego Scale)
8. Réévaluation différée des tâches de Marcel
9. Négligence personnelle unilatérale (NPU) (selon Bisiach) (yeux ouverts)
Le patient doit attraper son bras G avec sa main D :
0
1
2
3
→
→
→
→
Touche sa main gauche rapidement
Traverse la ligne médiane mais ne touche pas la cible
Mouvement vers la cible mais ne traverse pas la ligne médiane
Ne fait aucun mouvement vers la cible
10. Négligence perceptive (annexes)
•
•
•
•
•
Barrage de lignes (2min)
Barrage d’étoile (2min), si barrage de lignes sp
Bissection de lignes
Copie de la figure de Gainotti-Ogden
Lecture d’un texte
11. MMSE (annexe)
12. Fonctions exécutives
•
•
Auto-évaluation fluence :
Fluence verbale (1min) :
A=
A
M=
M
176
Annexes
•
•
Réévaluation (sans feedback) :
A=
M=
Flexibilité mentale. Nombre de critères de classification trouvés : /4
13. Mémoire et attention
•
Mémoire visuelle (3 objets cachés dans hémi-espace D) : /3
•
Empan verbal : 582 694 6439 7286 42731 75836 619473 392487
•
Evocation différée des 3 mots : /3
Examen de l’humeur et du comportement émotionnel
1. Est-ce que vous vous sentez déprimé ?
[0 = pas du tout à 10 = beaucoup]
2. Echelles visuelles analogiques de Norris
« En ce moment je me sens… »
POSITIF
REPONSE
Eveillé
Excité
Les idées claires
Adroit
Energique
Content
Tranquille
L’esprit vif
Relaxé
Attentif
Capable
Heureux
D’humeur bienveillante
Intéressé
Sociable
Confiant
Pas inquiété par les tests
NEGATIF
Somnolent
Calme
Vaseux
Maladroit
Mou
Mécontent
Inquiet
L’esprit lent
Tendu
Distrait
Incapable
Malheureux
D’humeur agressive
Ennuyé
Renfermé
Préoccupé par maladie
Inquiet
(-) Réévaluation différée des fluences :
A=
3. Test d’orientation de vie – LOT-R (Scheier et al., 1994) (annexe)
4. Questionnaire des infirmières
177
M=
Annexes
4. Questionnaire des infirmières
S’il vous plaît, évaluez le comportement du patient tel que vous l’avez observé pendant les
dernières heures.
Jamais Parfois Souvent
Est triste
Ex: air triste, propos, attitude
Est agressif
Verbalement ou physiquement
Se montre intéressé par sa prise en charge
Ex: questions, curiosité vis-à-vis des soins, des examens,
du suivi, du diagnostique, du traitement
Est euphorique
Ex : plaisante, est jovial, gai
Présente des hallucinations
Ex : visuelle, auditive, tactile, kinesthésique,…
Est inquiet par rapport à son état
Pleure
Se met en colère
Se montre passif
Ex : lors des soins, avec le corps médical, avec la famille.
Doit être stimulé pour fournir une réponse ou effectuer
une activité
Est désinhibé dans ses propos ou son comportement
Ex : propos/gestes déplacés, plaisanteries inappropriées,
manque de pudeur
Présente des confabulations
Présente une réaction de catastrophe
Accès de frustration, dépression et colère face au déficit
mis en évidence dans une activité ou une tâche
Présente une indifférence par rapport à sa situation/son
ou ses déficits
5. CBS (Catherine Bergego Scale) pour les infirmières
178
Annexes
4.2
Devinettes de l’étude 2
Ci-dessous figurent les 10 devinettes utilisées dans l’étude 2 :
1.
2.
3.
4.
5.
J’ai des ailes
Je peux voler
Je peux être très rapide
J’existe en diverses tailles
J’ai des roues
Réponse : AVION
1.
2.
3.
4.
5.
Je suis blanche
J’ai des racines profondes
J’ai besoin d’un entretien quotidien
Je suis recouverte d’émail
Certains enfants me gardent la nuit sous leur oreiller
Réponse : DENT
1.
2.
3.
4.
5.
Je suis un aliment
Je suis très cultivée
Je suis un légume
Je suis généralement orange
Les lapins raffolent de moi
Réponse : CAROTTE
1.
2.
3.
4.
5.
Je peux être en métal
Je tiens dans une main
On veille à ne pas me perdre
Je protège contre le vol
Je permet aux gens de rentre chez eux
Réponse : CLE
1.
2.
3.
4.
5.
Je pèse environ 300 grammes
Je fais un bruit régulier
Le sport me met dans tous mes états
Je suis plutôt à gauche qu’à droite
Les amoureux me dessinent ou me gravent
Réponse : CŒUR
179
Annexes
1.
2.
3.
4.
5.
Sans le soleil, je ne pourrais pas survivre
On profite souvent de moi pour avoir moins chaud
On ne peut pas me perdre ni m’attraper
Je peux vous indiquer l’heure
Je vous ressemble traits pour traits
Réponse : OMBRE
1.
2.
3.
4.
5.
Je suis un animal du genre féminin
Je suis parfois noire et blanche
Je peux être sacrée
Je porte parfois une cloche
Je rumine quand je n’ai rien d’autre à faire
Réponse : VACHE
1.
2.
3.
4.
5.
J’ai besoin de soleil, d’eau et de grand air
J’adore les fleurs mais aussi les légumes
Je change avec les saisons
Je peux être suspendu ou secret
Ce sont parfois des professionnels qui m’entretiennent
Réponse : JARDIN
1.
2.
3.
4.
5.
Je tiens dans une poche ou une boîte
Je change de couleur après emploi
Je crains l’eau
Ma tête rouge peut causer de gros dégâts
On peut me remplacer par le choc de 2 cailloux
Réponse : ALLUMETTE
1.
2.
3.
4.
5.
Je suis un objet courant
Les nettoyeuses m’utilisent fréquemment
J’ai une partie rigide, l’autre souple
Je suis indispensable aux sorcières
Mon concurrent moderne est l’aspirateur
Réponse : BALAI
180
Annexes
4.3
Chapitre de livre
Neuroanatomy of Impaired Body Awareness in
Anosognosia and Hysteria:
A Multi-Component Account
(Chapitre du livre édité par George P. Prigatano, « The study of anosognosia », à paraître)
Auteurs
Roland Vocat et Patrik Vuilleumier
181
Annexes
1. Generalities
What is more disconcerting than someone who cannot move his arm and/or leg but is unaware of
this deficit? Perhaps, another person who can move and walk normally but is nevertheless convinced
of being paralyzed? But how would it be possible to remain ignorant of one’s own body state?
These questions have puzzled physicians and neurologists for more than a hundred years, and still
remain a matter of debate. Both of these perplexing conditions have been commonly observed in
medical practice since many centuries, and they are still frequent nowadays, respectively called
anosognosia and hysterical conversion in our modern clinical terminology. Yet, the underlying mental
and physiological mechanisms of such impairments in bodily awareness are far from being
understood.
The phenomenon of anosognosia occurs in patients with cerebral injuries such as stroke, most often
involving the right hemisphere. In this condition, a severe neurological deficit, like hemianopia or
hemiplegia, is not recognized by the patient, even after direct confrontation. The most common
manifestation of anosognosia is anosognosia for hemiplegia (AHP), in spite of the fact that paralysis
can be easily demonstrated to the patient and has profound consequences for his/her everyday life.
However, anosognosia can affect other neurological domains, such as memory, blindness, aphasia,
and so forth (see other chapters in this volume). Since the original description by Babinski (1914), it is
well recognized that this neuropsychological syndrome cannot be simply explained by a general
cognitive decline or dementia, but results from specific losses in sensorimotor awareness.
By contrast, hysterical conversion is in many ways a mirror condition, in which the patients
experience a deficit of motor, sensory, or cognitive functions without any organic neurological
damage, and without intentionally feigning it. Like anosognosia, patients with hysterical conversion
frequently present with a weakness or paralysis of one or several limbs, but other common deficits
may involve memory, vision, or language disturbances. This phenomenon was extensively studied by
pioneer neurologists in the 19th century, including Babinski himself (Babinski & Dagnan-Bouveret,
1912) and his master Charcot (Charcot, 1892), but then became essentially attributed to unconscious
psychiatric factors following the work of Janet (Janet, 1887, 1889, 1911) and Freud & Breuer (1895).
In this chapter, we will review recent studies that investigated these two conditions using
neuropsychological measures, as well as structural and functional brain imaging techniques. We will
182
Annexes
first describe data concerning anosognosia and then turn to hysterical conversion. Finally, we will
consider whether or not similar mechanisms might be involved in both cases, and highlight the
notion that distinct neural pathways are likely to contribute to different distortions of awareness for
one’s own bodily state.
2. Anosognosia for hemiplegia
Anosognosia for hemiplegia (AHP) involves a failure to acknowledge a paralysis after brain damage
(see Bottini et al. Chapter 2, Kranath & Baier Chapter 3, and Heilman & Harciarek Chapter 5, this
volume), but the clinical manifestation of this phenomenon may take many different forms. Indeed,
one of the most typical features of anosognosia is certainly its variability. It is likely that different
types or different components of AHP might exist and show various expressions in different patients
(Vuilleumier, 2004).
First of all, anosognosia is often fluctuating in time. Patients may answer the same question about a
particular function differently at different moments. Secondly, a lack of explicit report of the deficit is
sometimes associated with discrepant remarks (e.g., “My arm is tired today”) or behaviors (e.g.,
accepting to stay in bed) that suggest the existence of some acceptance or some implicit knowledge
of the deficit. Thirdly, the default in awareness may affect different facets of a deficit: its presence or
its nature (e.g., “No, I’m not paralysed”), its cause (e.g., “I’m in the hospital because I’ve got a cold”),
its consequences for a particular action (e.g., “my arm is weak but I think I’m able to open this
bottle”) or for the patient’s everyday life (e.g. “I have to go back home because next Monday I have
to go to work”), as well as the necessary adjustments (e.g. “At home, I will be able to take a shower
on my own”). These different domains are usually not affected at the same level. Finally, different
deficits in the same patient can show different levels of awareness. Thus, anosognosia may be
selective for a particular modality (e.g., a patient is anosognosic for his hemianopia but not his plegia
or vice versa) and sometimes even more selective in a given modality (e.g., a patient is anosognosic
for the plegia of his arm but not his leg).
These multiple manifestations of anosognosia make its characterization and measurement difficult.
No standard comprehensive scale has been developed to take into account this whole complexity.
Hence, anosognosia is often estimated along one particular dimension only, such as the severity of
unawareness in relation to varying degrees of confrontation with the deficit (direct or indirect). For
183
Annexes
hemiplegia, the most commonly used scale is the 4-level questionnaire developed by Bisiach and
colleagues (1986), which probes for an explicit verbal acknowledgment of the motor impairment.
This scale grades the severity of AHP as a function of whether plegia is reported after a general
question about health, after a specific question about the arm, or after a motor confrontation – or if
it is not reported. Other questionnaires (Cutting, 1978; Feinberg et al., 2000) also assess the
existence of related phenomena such as somesthesic illusions or somatoparaphrenias, but in a purely
descriptive and itemized manner rather than according to a systematic classification scheme (for
review of assessment methods, see Orfei et al., 2007 and Vuilleumier, 2000).
2.1 Frequency and evolution
Anosognosia for hemiplegia is essentially an acute phenomenon that most often disappears within a
few weeks after acute brain injury. A meta-analysis by Baier and Karnath (2005) noted that it was
found in 10 to 18% of stroke patients with hemiparesis. In a recent study conducted by our group
(Vocat et al., in preparation), we found that among 58 right-hemispheric strokes with hemiplegia, 1/3
were associated with unawareness of the motor deficit when patients were examined 3 days after
the stroke. One week post-stroke, 1/5 of the patients were still anosognosics; while this number
decreased to 5% half a year later (see Figure 1). Hence, only in rare cases, anosognosia may persist
beyond the acute phase and even become chronic.
In our study, we also asked patients to describe their awareness for the onset of their symptoms and
their emotional reaction at this time. Answers to this question revealed that even some patients who
were non-anosognosic three days after stroke during our examination could not report precisely nor
lateralize their symptoms at onset, or showed an inappropriate emotional reaction. Thus, at this very
early stage (a few hours after the stroke), 2/3 of the patients could presumably be classified as
anosognosic. Moreover, this percentage is certainly underestimated, as patients had the opportunity
to modify their initial memory according to the report of doctors or relatives. These observations
suggest that anosognosia may not be an extraordinary state in such conditions, but a rather “normal”
or at least typical phase following sudden neurological change (especially when involving certain
areas in right hemisphere). After acute insults such as a stroke, the brain probably needs sufficient
time and new information to adjust and reorganize itself. This period may therefore be particularly
propitious for the emergence of anosognosia, while some unkown factors or specific deficits might
lead to its persistence and cause related behavioral manifestations seen beyond the very acute
stage.
184
Annexes
Nosognosics
Anosognosics
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
Onset
3 days
1 week
6 months
Figure 1. Evolution of awareness for motor deficits over time in our prospective study. The proportion of patients with/without AHP is shown
for the day of stroke and then 3 days later, one week later, and 6 months later (n=50, 50, 44 and 19 patients, respectively). Anosognosia at
stroke onset is separated in two groups, reflecting either nosognosia or anosognosia, as estimated by the report from the patient (3 days
post-stroke) concerning the installation of his neurological symptoms. For the three other periods, anosognosia was estimated according to
the standard procedure of the Bisiach questionnaire (patients were considered as anosognosics with a Bisiach of 2 and 3 and nosognosics
with a Bisiach of 0 and 1, as suggested by Baier & Karnath). The time-course indicates that anosognosia is essentially an acute
phenomenon, concerning 2/3 of the patients at the stroke onset, but rapidly decreasing to 1/3 only three days later, and 1/5 one week later.
After 6 months, severe anosognosia persists in a few rare cases.
The consequences of anosognosia can be dramatic because it sometimes prevents the patients from
looking for necessary treatments (or may delay emergency care such as thrombolysis). When these
patients live alone at home, they can spend hours or days on the floor, without feeling the need to
call for help or realizing the reason of their fall. Moreover, their anosognosia may even engender
more danger and injury due to the patients trying to stand up and walk. Once hospitalized, another
harmful consequence is the lack of participation in therapy (Maeshima et al., 1997). As the patients
believe that everything is fine, they sometimes see no utility to stay in the hospital and to participate
in therapies (from drug treatment to physical therapy). Finally, a more general outcome of
anosognosia is a lack of concern for new adjustments concerning their everyday life (work, family,
house, etc.). Patients sometimes want to go on with their work and past activities, at the despair of
their relatives. These unrealistic goals may even persist when patients appear more aware of the
existence of physical deficits. Moreover, some patients may acknowledge their deficit but show no
particular concern for it (anosodiaphoria). The social impact of these behaviors is also very
important. All these consequences constitute well-known limitations for the treatment and recovery
185
Annexes
of stroke (Ownsworth & Clare, 2006; Ownsworth et al., 2007a; Ownsworth & McKenna, 2004).
Hence, a better understanding of the mechanisms of anosognosia and their clinical evolution are
critical in order to act effectively upon them, so as to improve the management and rehabilitation of
these patients.
2.2 Mechanisms and comorbidity
Since the original description of AHP by Babinski (1914), more than one hundred years of clinical
research has highlighted both the regularities and oddities of this deficit, and several researchers
have proposed a possible explanatory theory, yet there is still very little agreement on the exact
neuropsychological mechanisms involved nor on their cerebral substrates. In fact, most of the
existing theories have been counterattacked by clinical observations or inconsistencies arguing
against them.
Many of the first attempts to understand anosognosia focused on the identification of a single cause
for this phenomenon (see table 1). Thus, among the most influential proposals, researchers have
pointed to the possible role of a deficit in sensation or proprioception (Babinski, 1914), visuo-spatial
neglect (Bisiach et al., 1986b), confabulations (Feinberg, 1997), memory impairments (Starkstein et
al., 1992), overestimation of self-performance and lack of mental flexibility (Marcel et al., 2004),
psychological defense mechanisms (Weinstein & Kahn, 1955), a default in the intentional planning of
movement (Heilman, 1991), a failure to compare planned and executed action (Frith et al., 2000;
Vallar & Ronchi, 2006), or a disruption and/or disconnection of a specific module dedicated to motor
awareness (McGlynn & Schacter, 1989).
TABLE 1 : Summary of classic hypotheses on anosognosia for hemiplegia
Babinski (1914) :
Sensitive and/or proprioceptive feedback
Weinstein & Kahn (1955) :
Denial and personality traits, e.g. perfectionism
Bisiach et al. (1986) :
Visuo-spatial neglect
McGlynn & Schachter (1989) :
Access to a specific conscious awareness system
Levine (1990) :
Discovery theory (proprioception and cognitive impairment)
Heilman (1991) :
Feedforward theory (motor initiation and preparation)
Starkstein (1992) :
Mental flexibility and memory abilities
Feinberg (1997) :
Neglect and confabulation
Frith et al. (2000) :
Deficit in comparing planned and executed action
Marcel et al. (2004) :
Overestimation of self-performance & lack of mental flexibility
Vuilleumier (2004) :
ABC model (deficits in appreciation, beliefs, and checks)
Davies & Coltheart (2005) :
Two-factors theory (2 deficits preventing the discovery)
186
Annexes
However, none of these proposals have been found to be sufficient, by itself alone, to account for all
the complex features of anosognosia. Hence, more recent models have proposed that AHP might
result from a combination of different deficits, rather than from a single “core” deficit. For example,
Levine proposed an interesting “discovery theory” (Levine, 1990), according to which anosognosia
would appear when a deficit of proprioception or perception from a body part co-occurs with a
global cognitive dysfunction that prevents a correct “inference” of the lack of function. A similar idea
was proposed as an “ABC” model (Vuilleumier, 2004) where awareness relies of a set of
neuropsychological functions mediating Appreciation, Belief, and Check processes. Thus,
anosognosia might emerge due to various deficits affecting appreciation (due to different possible
combinations of neurological and neuropsychological losses) together with deficits in other cognitive
or affective functions necessary to change one’s own beliefs and/or act upon signals of uncertainty.
Importantly, in this perspective, anosognosia might represent a similar clinical endpoint caused by a
constellation of distinct deficits, each of which having a different severity in different patients, but
adding up to produce the same total effect. Likewise, more recently, Davies and collaborators (2005)
proposed explicitly for the first time that anosognosia might emerge because of different “cocktails”
of deficit. Thus, their Two-Factor theory asserts that a combination between a neuropsychological
deficit (the 1st factor) along with a more general cognitive impairment (the 2nd factor) can be
sufficient to produce anosognosia. Nevertheless, the exact combination of factors necessary to
produce AHP has not been directly demonstrated yet.
We recently conducted a large prospective study (Vocat et al., in preparation) in which we
systematically looked at the neurological, neuropsychological, and psychological components
associated with AHP, in a population of patients with a first acute right-hemisphere stroke. Among a
series of 337 patients, 58 were recruited because of a significant unilateral motor weakness. Our
assessment was made at three different time points: 3 days after stroke (hyperacute stage), one
week later (post-acute stage) and 6 months later (chronic stage). Besides an assessment of AHP using
Bisiach scale (Bisiach et al., 1986b) and Feinberg questionnaire (Feinberg et al., 2000), we tested for a
wide range of neurological functions including motor strength, sensation, proprioception, vision, and
vigilance, as well as several neuropsychological domains such as perceptual and motor neglect,
executive functions, memory, orientation, global cognitive functioning, and self-evaluation of both
motor and cognitive tasks (Marcel et al., 2004), plus psychological variables such as mood, anxiety,
irritability, and optimism. To take into account the different degrees of AHP and its fluctuations over
time, we computed a single score of anosognosia based on the mean from two different evaluations
on the Bisiach scale plus the Feinberg questionnaire (separated by intervening tests), for each of the
assessment.
187
Annexes
Our results (Vocat et al., in preparation) showed that, for the first two periods (at three days and one
week), almost all neurological and neuropsychological tests were related to the severity of
anosognosia. Hemianesthesia, impaired proprioception, reduced vigilance, hemianopia, visual and
tactile extinction, spatio-temporal disorientation, visuo-spatial neglect and poor anterograde
memory, were all found to show significant correlations with AHP. This pattern of data is consistent
with the notion of a multi-factorial disorder and the role of large brain lesions that are likely to
disrupt several cognitive functions. There was no reliable correlation with the severity of motor
weakness, or with “simple” frontal functions. A stepwise multiple regression analysis indicated that
the degree of proprioceptive loss and extrapersonal spatial neglect were the strongest predictors of
the severity of AHP. However, despite the frequent associations of some deficits, we could find
several patients who showed a dissociation between the same deficits, including three who had AHP
with severe neglect but no proprioceptive loss or vice versa, supporting the idea that AHP is not
related to a unique set of deficits, but rather result from the sum of combined impairments whose
relative severity may vary across patients (Vuilleumier, 2004).
Notably, our psychological testing (which attempts to assess depression, anxiety, anger, interest,
optimism, etc.) failed to reveal any systematic association with AHP, for any of the testing periods.
This result does not support the notion that premorbid personality factors or secondary affective
reactions play a major role in the emergence of AHP.
Finally, we also examined the evolution over time of the different deficits, in relation to the evolution
of AHP. We observed that anosognosia showed the same time-course with a rapid decrease as the
deficit of proprioception, visuo-spatial neglect, and temporo-spatial disorientation, between the
hyperacute (3 days) and post-acute (one week) stages. But at the final testing stage, 6 months after
the stroke, only neuropsychological components were still linked with anosognosia, in particular
visuo-spatial neglect, memory impairment, and temporal-spatial disorientation. Taken together,
these results suggest that even if different combinations of neurological and neuropsychological
deficits can be responsible for AHP, they may have a different impact on its persistence beyond the
acute stage. While both neurological and neuropsychological impairments are involved in the
emergence of AHP, the neuropsychological factors seem more determinant for chronic persistence.
2.3 Neuroanatomical substrates
To understand the possible mechanisms underlying AHP, many researchers have tried to identify
specific neuroanatomical correlates. Of course, such an approach necessarily implies that this
188
Annexes
syndrome is not purely due to some reactive psychological defense mechanisms, but represents a
direct clinical manifestation of dysfunction in one or several brain regions.
In accord with this assumption, a first major anatomical characteristic of AHP is the hemispheric
asymmetry that has been reported since the earliest descriptions of this phenomenon, and has been
subsequently observed by many investigators (see Heilman & Powers Chapter 5 this volume). A
greater frequency of both anosognosia and anosodiaphoria after right hemispheric stroke was
already emphasized by Babinski himself (Babinski, 1914). More recently, experimental studies (Adair
et al., 1995a; Breier et al., 1995; Gilmore et al., 1992; Lu et al., 2000; Lu et al., 1997) have used the
Wada procedure in epileptic patients (i.e., injecting anesthetics such as amytal in one or the other
hemisphere for presurgical testing of language laterality) and could thus confirm a relative
dominance of the right hemisphere in the production of AHP during transient hemiplegia. In these
studies, the limitations of testing due to language deficits after left hemispheric dysfunction could be
overcome by preparing the patients before the injection of amytal so that they could expect the
deficit and knew how to communicate (with a non verbal mean) during the Wada test. This
procedure allowed researchers to probe whether patients could or could not acknowledge their
paralysis, but also to obtain a verbal report following the complete remission of symptoms after the
Wada test. The occurrence of AHP during the Wada test clearly demonstrates that a psychodynamic
explanation of AHP is not sufficient, since patients know in advance about the temporary existence
and provoked nature of their plegia but still deny it upon direct assessment.
Note however that even if this hemispheric asymmetry is well established, AHP can also be
occasionally observed with left hemispheric lesions. Moreover, anosognosia of language disorders is
frequently seen in patients with Wernicke’s aphasia, which typically follows lesions in the left
hemisphere (see Kertesz Chapter 6 and Cocchini & Della Sala Chapter 7 this volume). These findings
point to the fact that anosognosia, as a general phenomenon affecting different domains, does not
relate to a single module located in a particular cerebral region that would be responsible for a
generic knowledge about one’s current health; but can rather emerge after damage to distinct
cognitive domains involving different lesion sites. Therefore, the hemispheric asymmetry usually
described in anosognosia is undoubtedly dependent on the specific neurological function that is
concerned (e.g., hemiplegia versus language deficits).
Another more general observation is that anosognosia usually occurs after large brain lesions
(Feinberg et al., 1990; Hier et al., 1983; Levine et al., 1991; Willanger et al., 1981). Nevertheless,
some cases have been reported with a relatively focal lesion (Bisiach, Perani, Vallar, & Berti, 1986a;
189
Annexes
House & Hodges, 1988). However, a variety of different brain areas have been held to be critically
implicated, including the temporoparietal cortex, thalamus, basal ganglia, as well as their
interconnecting pathways in the posterior deep white matter (Vuilleumier, 2000). A few case reports
have also described the occurrence of AHP with intriguing non-cortical lesions, involving for example
the pons (Assenova et al., 2006; Bakchine et al., 1997; Evyapan & Kumral, 1999), together with some
pre-existing cognitive decline reported in some of these patients only (Bakchine et al., 1997). A
disruption between frontal and parietal areas due to “diaschisis” has been suggested to explain these
phenomena.
A more systematic investigation of lesions associated with AHP was recently conducted by using
different types of statistical overlap analysis (see Bottini et al. Chapter 2 and Karnath & Baier Chapter
3 this volume). Karnath and colleagues (Baier & Karnath, 2008; Karnath et al., 2005) suggested a key
role for damage to the posterior insula, whereas Berti et al. (2005) found maximal overlap in
premotor, motor and sensory cortical areas. In addition, among two recent meta-analyses of
previous anatomical studies, one pointed to the combination of parietal and frontal lesions and their
possible impact on cortico-subcortical circuits underlying awareness of motor acts (Pia et al., 2004),
whereas another (Orfei et al., 2007) underscored a predominant involvement of the prefrontal and
parieto-temporal cortex, as well as of the insula and thalamus (Vuilleumier, 2000). However, these
overlap studies present with a few methodological issues that may limit their interpretation. In
particular, these techniques require a dichotomic classification separating the patients in two groups:
anosognosics versus non-anosognosics. But from a clinical perspective, this cut off does not reflect
the multiple variations and fluctuations of anosognosia. Moreover, some patients may receive the
same total score of anosognosia on Bisiach or Feinberg questionnaire, but have different
combinations of causal deficits (as predicted by the ABC model, see above; Vuilleumier, 2004).
Furthermore, patients with acute and more chronic forms of anosognosia are sometimes mixed in
some studies.
To remedy some of these problems, in our own recent study of right-hemisphere stroke patients
(Vocat et al., in preparation), we performed an overlap analysis of lesions that took into account the
different degrees of anosognosia in different patients, as well as its evolution over time. We
reconstructed the lesions for each of our patients on the basis of the cerebral scanner made one
week after the stroke, in a blind manner. To analyze statistically the sites of maximal overlap, we
applied a voxel-by-voxel lesion symptom mapping (VLSM) method as described elsewhere (Bates et
al., 2003; Grandjean, Sander, Lucas, Scherer, & Vuilleumier, 2008), which allows taking into account
the severity of anosognosia in different patients, by weighing the importance of each lesion by the
190
Annexes
mean score on Bisiach scale (calculated from the two successive assessments). Thus, this method
highlights those voxels whose damage leads to the most severe cases of AHP.
A
L
R
B
Figure 2. Results of statistical anatomical lesion analysis in our prospective study. Voxelwise mapping of brain areas correlating with
anosognosia scores in the Hyperacute phase (A; Three days after stroke) and in the Post-acute phase (B; One week after stroke). The voxels
highlighted are those that show a significant difference (p<.01) in the severity of anosognosia between patients with / without a lesion in
these voxels.
In the hyperacute phase (three days post stroke), the most common areas of damage in patients with
a severe left AHP (relative to those without or with milder AHP) were found in the anterior insula,
plus the anterior part of the claustrum and putamen, anterior internal capsule, head of caudate, and
anterior paraventricular white-matter within the right hemisphere (see figure 2A). For patients with
persisting AHP in the second phase one week later, several other regions of the right hemisphere
were also selectively affected, now including the premotor cortex, temporo-parietal junction, frontal
white-matter in anterior internal capsule, as well as the hippocampus, and amygdala (see figure 2B).
Thus, while lesions in anterior insula and anterior subcortical structures were most distinctive for
AHP in the hyperacute period (3 days after stroke), additional lesions in parietal, frontal and/or
temporal structures were needed to produce a more sustained AHP (one week later). Taken
together, these anatomical data do not only converge with the notion that AHP is likely to result from
191
Annexes
multiple component deficits, but also point to several possible mechanisms underlying these deficits
such as those entailing impairments in appreciation, belief, and check processes.
On the one hand, our findings in hyperacute stage (3 days after stroke) converge with the report of
frequent insula damage by Karnath and colleagues (see Karnath & Baier Chapter 3). The insula might
be involved in feelings of body ownership and agency (Karnath et al., 2005), but its anterior sector is
also implicated in error monitoring (Magno et al., 2006; Taylor et al., 2007), in representing internal
body states (Critchley` et al., 2004), and in processing uncertainty, in concert with prefrontal cortices
and basal ganglia (Harris et al., 2008). The latter structure also plays a key role in performance
monitoring and behavioral adjustments (Ullsperger & von Cramon, 2006b), and was also more
frequently damaged in our patients with AHP, together with white-matter connections in subcortical
frontal regions. Damage to these circuits may therefore disrupt the neural systems normally
responsible for the monitoring of motor actions and errors (and for implementing a subsequent
“switch” in behavior).
On the other hand, our findings in the post-acute stage (one week after stroke) converge with those
of Berti et al. (2005) suggesting a crucial role for lesions in premotor cortex. Premotor areas do not
only mediate motor initiation and preparation but are also thought to be responsible for generating a
corollary discharge that can be used to monitor and adjust movements, according to sensitive and
proprioceptive feedback (Blakemore et al., 2002). Accordingly, a recent study of Fotopoulou et al.
(2008b), in which a rubber hand was used to simulate movement of the left paralyzed arm, showed
that anosognosic patients can accurately discriminate between the presence/absence of movement
of the rubber hand, as long as they are not instructed to imagine themselves doing this movement.
When a motor intention is generated (by having to imagine to move), a movement of the rubber
hand is incorrectly reported even if it was motionless. This intriguing study shows the importance of
motor intention and preparation in the anosognosic phenomenon, which can dominate actual
sensory information. However, such findings are not readily compatible with other observations
suggesting that a lack of motor intention might play a causal role in abolishing motor awareness in
anosognosia (Gold et al., 1994).
We also found that other brain regions were important in the maintenance of anosognosia during
the post-acute phase (one week after stroke), including the temporo-parietal junction (TPJ) and the
amygdalo-hippocampal complex. Numerous studies have shown that the right TPJ is critically linked
to spatial attention (Halligan et al., 2003), and damage to this region typically produce left
hemispatial neglect (Mort et al., 2003). In keeping with this, neglect has often been suspected to play
192
Annexes
an important role in AHP (Bisiach et al., 1986b; Cutting, 1978; Hier et al., 1983; Starkstein et al., 1992;
Vuilleumier, 2000), and our own study also revealed that extrapersonal neglect was one of the major
neuropsychological disorders correlating with both the severity and time-course of AHP (Vocat et al.
in preparation).
Finally, a less expected finding was the correlation of AHP with damage to the amygdalohippocampal complex in medial temporal lobe. These regions are known to play a key role in
memory and emotion. The hippocampus subserves the encoding of events in episodic memory
(Squire, 1992) and lesions in this area prevent any integration of new information into current
knowledge. The amygdala is a structure critically implicated in emotional processing and learning
(Phelps & LeDoux, 2005), with a particular importance for fear (Ohman & Mineka, 2001) and, more
generally, for the detection and appraisal of self-relevant stimuli (Sander et al., 2003). Thus, lesions
to this structure may cause a loss of fear responses (Adolphs et al., 2005) as well as an incapacity to
take into account various forms of feedback that are relevant for subsequent behavioral adjustments
(Ousdal et al., 2008). In the case of anosognosia, it is tempting to speculate that damage of these two
structures could lead to more superficial processing of the abnormal or threatening feedback
generated by a paralyzed limb and motor failures, as well as to greater forgetfulness of these events.
Consistent with this hypothesis, our results (Vocat et al., in preparation) also indicated a mild but
significant correlation between memory difficulties and anosognosia in the post-acute (one week)
and chronic (6 months) phases.
To sum up, our results help reconcile the apparent discrepancies between previous studies on the
neural bases of anosognosia (Berti et al., 2005; Bisiach et al., 1986b; Karnath et al., 2005). We show
that no single brain area seems to be sufficient by itself to produce AHP. Indeed, no single brain area
appears to be damaged in 100% of anosognosic patients. Rather, a complex network of interacting
cerebral regions seems likely to be implicated in the occurrence and persistence of this syndrome.
The critical lesions might also act by disconnecting white-matter pathways between subcortical and
posterior brain regions to more anterior areas in the frontal lobe. This widespread network appears
to encompass not only proprioception and spatial attention, but also motor planning, action
monitoring, memory and affective relevance detection. Each of these functions might potentially be
affected in AHP, but perhaps to different degrees in different patients.
193
Annexes
2.4 A multi-componential and multi-focal disorder
Both the neuropsychological and anatomical analyses reviewed above clearly converge to indicate
that AHP is likely to represent a multi-component syndrome, associated with multi-focal brain
damage as typically seen in large stroke lesions. Different combinations of deficits might add up to
produce similar behavioral outcome, or interact together to produce different forms of AHP.
Thus, consistent with our ABC hypothesis (Vuilleumier, 2004), a severe impairment in one or many of
the “appreciation” components (such as proprioception and spatial attention) might be sufficient to
cause AHP in the presence of mild impairments in the “check” components (such as action
monitoring or affective appraisal). But conversely, in another case, AHP might primarily arise due to a
severe disruption of check components despite minor losses in proprioception and a lack of neglect.
This ABC combinatorial rule would be consistent with occasional observations of striking
dissociations between AHP and some deficits that are otherwise known to be strongly correlated
with AHP (e.g., spatial neglect).
However, the exact cognitive processes underlying each of the ABC components and their
neuroanatomical correlates still remain to be better characterized. Further studies are needed to test
a range of abilities associated not only with sensory and motor functions, but also related to
reasoning, belief formation, error monitoring, affective processing, and so forth. Below we speculate
on a few specific dimensions of self-awareness and self monitoring that might potentially offer
valuable avenues for future investigations of AHP.
3. Evidence for a multiple parallel system account
Which combination of neurological and/or neuropsychological deficit is crucial to produce
anosognosia is still unknown. As noted above, it is possible that several different factors are involved,
and that a particular “cocktail” of deficits is necessary to explain the emergence and/or the
persistence of anosognosia after brain damage, consistent with our results showing the co-existence
of multiple cognitive and anatomical correlates. In addition, different forms or different degrees of
anosognosia might exist and reflect different components in the syndrome. Here we briefly review a
number of cognitive and affective processes which have been identified in other neuropsychological
disorders as well as during normal performance in healthy subjects, and which might potentially play
some role in the behavioral manifestations of anosognosia.
194
Annexes
3.1 Implicit and explicit processing
Clinical observations suggest that there are essentially four types of possible reactions when
confronted to a neurological deficit such as plegia after cerebral injury. The first case is a full
awareness of the deficit. Patients can describe their deficit and the handicap that will affect their life.
A second case is a superficial description of the symptom (usually with some minimization of its
impact) but the patients fail to take their condition into account when projecting themselves in the
future or when making decisions. This corresponds to the notion of anosodiaphoria (i.e., a lack of
affective concern for the deficit with a preserved sensory and cognitive appreciation), and accords
with the frequent disorders seen in patient with traumatic brain injury (TBI), typically attributed to
frontal lobe syndrome (Levine` et al., 2000; Levine` et al., 1998; Prigatano & Altman, 1990). Third,
patients may present with a classic and full form of anosognosia. They do not spontaneously report
their deficit, deny it even after motor confrontations, behave as if they could go on with their past
life without changes, and show no clear understanding of the reasons why they are currently
investigated in the hospital or attribute their illness to a more abstract and causal level without direct
reference to the deficit (i.e., they may acknowledge a diagnosis of stroke or heart attack but have no
paralysis). Such patients may even hallucinate accurate movement with their affected limb, and
report that actions made on request have been correctly executed despite the lack of any visible
movements, resembling a form of motor confabulation (Feinberg, 1997). However, a fourth case
concerns anosognosic patients who seem to have some unconscious knowledge of their paralysis
(corresponding to the notion of “dunkle Erkenntnis” described by Anton (Anton, 1898). These
patients are compliant and stay calmly in the hospital, have compensatory movements to adjust to
their paralysis, and participate in therapy without opposition, but they show no clear knowledge of
what is wrong with them. After confrontations with their motor weakness, these patients may
confess that they did not reach the demanded state but justify their failure by false but “plausible”
reasons like “my arm is tired”, “today it doesn’t work as I want”, “it takes more time than usual”, “my
arm is not paralyzed, but a little sleepy now”, “my arm is not sufficiently warmed up”, or “I don’t
want to do this now” (and so forth)… These justifications might reflect some trace of “implicit”
detection of the deficit, at least to the point where the outcome of a specific goal is not adequately
realized. Nevertheless, these patients appear unable to integrate this mismatch and new information
related to their condition so as to infer the existence of their (seemingly unnoticed) deficit.
Based on these observations, it would be tempting to distinguish between at least two levels or two
types of “awareness of the deficit”: namely, an implicit and an explicit aspect. Most current accounts
of AHP and assessment procedures assume that these two levels lie on a continuum of severity, and
therefore conflate them into a single score. However, we believe that they might reflect different
195
Annexes
aspects of sensori-motor monitoring, and that it might be useful to separate these different
behavioral manifestations by using distinct measures. In keeping with this, a recent study (Nardone
et al., 2007) showed that patients with AHP showed slower reaction times to visual targets preceded
by a word related to their motor deficit (arm, hand) verus another neutral body part (eye, back).
Because this slowing was the most severe in the two patients with the most severe anosognosia,
these authors concluded that AHP might reflect an active suppression mechanism. However, other
mechanisms underlying a dissociation between implicit and explicit knowledge of the paralysis might
potentially produce a similar pattern. Also consistent with this hypothesis, it has been reported that
patients with AHP might report some knowledge of their deficit after manipulation reducing spatial
neglect such as vestibular stimulation (Bisiach et al., 1991; Ramachandran, 1995; Rode et al., 1992;
Vallar et al., 1997), or are hypothesized to do so when reporting their dreams after sleeping
(Ramachandran, 1996a).
Moreover, a number of observations suggesting a dissociation between unconscious and conscious
processing have been described in other domains in neuropsychology (De Gelder et al., 2002). In
particular, in visual perception, many phenomena can reveal the existence of information processing
in the absence of conscious verbal report. This may happen, for example, for stimuli in the left
hemifield in patients with spatial neglect (Marshall & Halligan, 1988; Vuilleumier et al., 2002) or even
more impressive, in patients with blindsight after visual field loss (Stoerig & Cowey, 1997). These
examples show that, in conditions where perception is very incomplete and poor (due to deficit of
attention or primary sensory processing), some processes in the brain may still “detect” sensory
features that are not available to conscious report. Nevertheless, this residual subliminal processing
can have indirect effects on the patient’s behavior, by influencing his/her responses or choices even
without him being aware of it, as shown in neglect patients who prefer a stimulus over another
based on unseen cues (Marshall & Halligan, 1988). Even in normal subjects, unconscious priming by
an undetected briefly presented stimulus can facilitate its reprocessing during a later supraliminal
presentation (Dehaene et al., 2001) or produce subsequent biases in accessing its semantic field
(Ortells et al., 2003).
Based on these observations, it is therefore possible to imagine that, in condition of altered sensorimotor feedbacks, the brain might still detect some mismatch between a planned action and its real
outcome despite a lack of conscious awareness This might exist in some patients but not all of them,
resulting in different subtypes of AHP, as suggested by the clinical observations described above.
However, the exact neural substrates for these effects still remain to be explored.
196
Annexes
3.2 Action monitoring and error-related processing
Neuroscience research in healthy subjects has identified a specific neurophysiological marker for the
detection of any mismatch between expected and actual motor outcome. This has been studied in
various paradigms investigating the EEG responses evoked by error detection, and led to the
discovery of a specific waveform after error commission (Falkenstein et al., 2000), known as the Error
Related Negativity (ERN). This EEG component shows up 50 to 100ms after a motor error and has
neural sources (Dehaene et al., 1994; van Veen & Carter, 2002a) located primarily in the anterior
cingulate cortex (ACC). Importantly, the very short latency of the ERN after an error suggests that it
cannot simply result from processing the sensory consequences of an erroneous response, Rather, it
is likely to be generated by some internal comparator mechanisms operating on a representation of
the motor command or response selection itself, and thus might arise prior to conscious awareness
of the error.
Accordingly, elegant experiments using antisaccade tasks in normal subjects (Endrass et al., 2007;
Nieuwenhuis et al., 2001) have shown that a clear ERN can be elicited when errors are made but not
verbally reported. Thus, incorrect saccades with small movements in the wrong directions did not
reach consciousness but nevertheless were detected by internal monitoring processes. Similar results
have been found with other paradigms such as the Stroop task (Hester et al., 2005; O'Connell et al.,
2007). On the contrary, a study by Larson et al. (2007) reported that TBI patients were aware of
errors in a Stroop task (as much as control participants) but showed a decrease in the amplitude of
the ERN. However, these patients showed no difference in another error-related component, the Pe,
a positive waveform that arises later (300 to 500ms post-onset, possibly reflecting some kind of P300
component), and that is thought to reflect conscious processing of errors. Other studies also
confirmed that the generation of ERN does not depend on awareness of errors. For example,
Stemmer and colleagues (2004) showed that patients with damage to the anterior cingulate cortex
had a diminished ERN, but with a preserved awareness of errors. These findings suggest that other
regions than ACC are important for conscious monitoring.
Brain regions involved in error processing have been further established by the work of Ullsperger et
al. (2002). These authors investigated three groups of patients with different lesion sites (in
orbitofrontal, lateral frontal, or temporal cortex) during a speeded task, and found that the lateral
frontal cortex was the only region where damage abolished the ERN component. Remarkably, in
almost all of these patients, the lesions also extended to the anterior insula, a region highlighted in
our lesion analysis of patients with AHP (see above, Vocat et al., in preparation) and frequently
activated in error monitoring tasks (Klein et al., 2007; Magno et al., 2006; Taylor et al., 2007). In
197
Annexes
addition, other studies have been conducted in Parkinson’s disease patients (Holroyd et al., 2002;
Stemmer et al., 2007), who are impaired at detecting their motor errors (see also Prigatano and
Maier Chapter 9 this volume), and show a reduced amplitude in the ERN.
Taken together, these results clearly suggest that error detection rely on several neural pathways,
related to at least two distinct levels of awareness: an implicit and automatic stage, with an early
latency, reflected by the ERN component, which is presumably generated in the ACC but may depend
on information processed in lateral prefrontal areas and possibly the anterior insula; as well as a
more explicit stage, with a later latency, and distinct neural generators (Vocat, Pourtois, &
Vuilleumier, 2008). It remains to be determined how these neurophysiological markers of action
monitoring (ERN and Pe) might relate to the behavioral manifestations of anosognosia, and whether
they might correlate with differences in the level of awareness in these patients, reflecting implicit
detection vs explicit verbal report of their deficits, respectively. Normally, these two monitoring
systems are likely to be interconnected and integrated, but might be differentially affected due to
the cerebral lesion and the loss of internal feedbacks representations. Below, we briefly outline how
these two parallel monitoring systems, implicit and explicit, might make distinct contributions to AHP
and other related disorders (see Figure 3).
3.3 Motor error monitoring and unawareness of deficit
Every movement begins with the generation of a motor goal, and ends with a produced effect.
Models of motor control (Blakemore et al., 2002) assume that the brain computes the movement
parameters needed to reach the desired state, by planning and executing motor commands, and
then comparing an efferent copy of these commands with the actual outcome based on ongoing
feedback (sensitive, proprioceptive, visual), in order to allow online motor adjustments (see Bottini
et al. Chapter 2 this volume). In hemiplegic patients, the motor command itself might be disrupted by
the lesion, which might then suppress internal signals to other brain structures implicated in the
monitoring of movement (see feedforwad theory of AHP in Heilman & Harciarek Chapter 5 this
volume). In addition, feedback information might also be reduced by sensory disturbances including
hemianesthesia and tactile extinction, as well as by proprioceptive loss, spatial neglect, visual deficits
such as hemianopia and visual extinction, or even visual completion and kinesthetic illusions. Thus,
information about the actual outcome of an action might be affected by more than a single deficit,
and even more so by a combination of different deficits. Importantly, it is possible that such losses
might affect the implicit, explicit, or both monitoring systems.
198
Annexes
Motor
Commands
Psychological reaction
Comparison between expected and actual feedbacks
Acceptance / Denial
Sensitive
Hemianesthesia
Tactile extinction
…
Proprioceptive
Deficit of proprioception
Kinesthetic illusions
…
Explicit system
• Conscious error detection
• Based on the quality of feedbacks
and access to attentional and
executive networks
• Frontal-parietal cortices
Visual
Hemianopia
Visual extinction
Visuo-spatial neglect
Visual completion
…
Outcome
Lack of feedforward signal
Motor hallucinations
Motor neglect
…
Good
Full
Anosognosia
Anoso
diaphoria
Verbal report: Behavior: -
Verbal report: +
Behavior: -
Partial
Anosognosia
Verbal report: Behavior: +
Full
Awareness
Beliefs systems
Beliefs interpretations
Episodic memory
…
Verbal report: +
Behavior: +
Good
• Unconscious error detection
• Based on automatic monitoring and
affective relevance of mismatch between
goal and outcome
• ACC, insula, basal ganglia, amygdala
Knowing
Feeling
Altered
Altered
Implicit system
Check systems
Evaluation of uncertainty
Cognitive and affective shifting
Change of beliefs
Figure 3. A multi-component model of anosognosia for hemiplegia.
Explicit awareness of motor impairment presumably arises trough an integration of several channels
(i.e., visual, proprioceptive, tactile, or motor signals) that carry feedback information about
movements, and become represented in a mental “global workspace” possibly mediated by a
reverberant state of neurophysiological synchronization between fronto-parietal areas and other
modality-specific regions (Dehaene et al., 2006; Dehaene & Naccache, 2001; Dehaene et al., 2003;
Rodriguez et al., 1999; Tallon-Baudry & Bertrand, 1999). Access of information to these large-scale
networks might result in a conscious “knowing” about the deficit, selective orienting of attention,
verbal report, as well as appropriate goal-directed behavior. Lesions in fronto-parietal networks or
their afferent input connections might (partly or totally) deprive the explicit action monitoring
system from reliable feedback or feedforward signals necessary to consciously evaluate motor
performance (Davies et al., 2005; Vuilleumier, 2004), consistent with the pattern of lesion we found
to be associated with sustained AHP in the post-acute stage after stoke (one week later; see above).
However, as previously noted, impaired access of sensorimotor information to conscious awareness
may not necessarily prevent a parallel implicit monitoring system to detect anomalies in the current
motor or sensory state.
On the other hand, implicit monitoring or motor error processing might be mediated by distinct
neural pathways, including not only the ACC (which is thought to produce the ERN component in EEG
199
Annexes
studies) but also other regions implicated in motor action monitoring such as the anterior insula (see
Craig Chapter 4 this volume) and basal ganglia. These brain regions might contribute to more
automatic and “unconscious” processing of error signals, based on the comparison between
expected and actual feedback for the planned movement (through motor, proprioceptive, tactile,
and/or visual inputs). Activation of implicit error processing systems could result in a more diffuse
“feeling” about the deficit, perhaps including emotional and arousal dimensions. A lesion,
disconnection, or degradation affecting sensorimotor feedback to these pathways might therefore
suppress any kind of implicit warning signal when an incorrect motor action occurs. Our lesion
analysis (Vocat et al., in preparation) showed no lesion in ACC correlating with anosognosia,, but the
anterior insula and basal ganglia were found to be consistently damaged, together with the anterior
white-matter possibly connecting motor areas to ACC (see figure 2B), for both the hyperacute and
post-acute stages (Three days and one week after stroke, respectively).
In addition, our results also revealed that post-acute AHP correlated with damage to the amygdala
and hippocampus, that is, brain structures critically implicated in the detection of affectively relevant
stimuli and memory formation. Deficits in either of these components could further contribute to an
inability to learn about the motor deficits, and hence to adjust behaviour or awareness accordingly,
despite preserved detection of sensorimotor errors during confrontation.
Different degrees of disturbances along both the explicit and implicit monitoring systems might
correspond to the four different clinical types of awareness disorders that are observed in patients
(as summarized in Figure 3). When both systems are functionally intact, the patients have a “full
awareness” of their motor performance (normal or impaired). When both systems are dysfunctional,
the patients may present with total unawareness – or “full anosognosia”. Not only can they not
report their deficit even after confrontation, but they behave as if nothing is wrong and take risky
behavior, such as trying to get up and walk despite hemiplegia. Typically, they are unable to accept
the reasons for being admitted to the hospital. By contrast, when explicit monitoring is impaired but
implicit monitoring is intact, the deficit might not be reported, yet patients present with indirect
behavioral manifestations reflecting some unconscious knowledge or “feeling” of it. Although they
deny the deficits, they may sometimes act appropriately, give awkward interpretations in response
to confrontations to their weakness, or misattribute their failures to other illnesses. These patients
will stay in their bed and accept medical exams or therapy. On the contrary, when explicit monitoring
is preserved and implicit systems are damaged, a deficit can be verbally admitted (e.g. during
confrontation), but because there is no other “feeling of wrongness”, the importance of the deficit is
minimized or overlooked in more spontaneous conditions. Such patients may fail to adapt to their
200
Annexes
new conditions despite apparent nosognosia. This kind of disorder is common in TBI patients
(Langevin & Le Gall, 1999) but also occurs in stroke patients, and bears some resemblance with
anosodiaphoria (Babinski, 1914). For example, one of our patient was a physician and could very
precisely describe the onset of his neurological weakness (a total hemiplegia) and knew that it was
caused by a stroke; however he did not feel the need to call for help or go to hospital for treatment,
and could make implausible plans to go play golf with his son during weekends.
Of course, this schematic typology of four different categories of awareness is not always as strict
and clear in clinical practice, possibly because both monitoring systems can be affected at different
degrees in different patients. Nevertheless, we believe that this may help to better characterize the
behavioral manifestations of AHP, and should encourage further empirical investigations of the
neuropsychological correlates of anosognosia (see Cocchini & Della Sala Chapter 7 and Orfei et al.
Chapter 19 this volume).
3.4 Interpretations, beliefs, and belief changes
Both the implicit “feeling” and explicit “knowing” about motor performance should normally be
integrated in a single coherent appreciation, based on the convergence of the different feedback and
feedfoward signals, which can be consciously manifested and verbally expressed by the patient. We
hypothesize that this function might take place in the left hemisphere and reflect the “interpreter”
processes that have been observed in split brain patients (Gazzaniga, 2000). Rational or delusional
elaborations under the control of the left hemisphere interpreter could induce the formation of false
beliefs that may combine with old or “default” beliefs about one’s health, or with stereotypical
biases in self-evaluation. For instance, it is a normal tendency of healthy individuals to overestimate
their well-being and under-estimate their risk for diseases (Weinstein`, 1984, 1987, 1989). A role for
this integrative interpreter might underlie the frequent rationalization or even confabulations
expressed by some patients when they explain away their failures (Assal, 1983; Ramachandran,
1995).
However, the existence of biased interpretations or false beliefs may not be sufficient to account for
all aspects of anosognosia, since repeated confrontations with the deficit (or at least its
consequences) should eventually elicit some signals of uncertainty that could then prompt for an
appropriate verification and revision of current beliefs based on new experience. These uncertainty
signals might result from cognitive or affective processes activated by monitoring systems, or from
higher-level executive systems that are recruited when information provided by the monitoring
systems is incongruent or insufficient (Norman & Shallice, 1986). Indeed, a striking feature of
201
Annexes
anosognosic patients is that such a tendency to check and modify current beliefs seems to be often
missing. Despite recurrent confrontations and encounters with caregivers or doctors they may stick
to their interpretation rather than call it into question, despite the obvious self-relevance and
emotional significance of a potential deficit. In some sense, these patients behave exactly opposite to
those patients with somatoform disorders who have exaggerated fears about a possible illness;
rather, they appear remarkably easy and unworried about incongruent or missing information
concerning their current bodily state. This suggests that cognitive or affective processes necessary for
updating old beliefs might also be altered by the lesion.
In a recent study (Vocat et al., in preparation), we specifically tested for the ability of patients to
change beliefs by asking them to guess a word according to a series of 5 successive clues, which
provided a progressive informative content about the target word. After each clue (even for the first
very general one), patients had to propose a word and give their level of confidence from 0 (not sure
at all) to 8 (completely sure). We found that anosognosic patients were much more confident for
responses to the initial clues than nosognosic patients. Moreover, they tended to perseverate with a
first wrong answer even when faced with the incongruency of subsequent clues, typically providing
some “plausible” but largely irrelevant connections between their chosen word and the given clues.
Nevertheless, after the fifth and last clue, which provided the most specific information about the
target word, anosognosic and nosognosic patients were equally successful to finally resolve the
riddles, indicating that anosognosics did not have general reasoning deficits but rather that they
tended to remain stuck to their false beliefs and failed to modify them, unless clearly incongruent
information was given. These findings therefore clearly demonstrate for the first time that
anosognosia correlate with a specific disturbance to modify current beliefs, even when these do not
rely on sensorimotor feedback and do not concern their motor performance or health.
Based on our neuropsychological and anatomical lesion overlap (Vocat et al. in preparation), we
speculate that deficits in changing beliefs in anosognosia might be associated with lesions in the
hippocampus and amygdala, possibly together with connections to medial prefrontal areas involved
in self monitoring (Norman & Shallice, 1986). Damage to these structures might disrupt the encoding
of important new information in memory and reduce the normal affective drive to adjust behavior in
the face of self-relevant, potentially threatening situations. Damage to the insula and ventromedial
prefrontal regions might also play a role in belief formation and belief changes by suppressing
affective signals necessary to trigger belief changes (Naqvi & Bechara, 2009). Interestingly, in a recent
imaging study that examined decisions based on various beliefs in healthy subjects, activation of the
ventromedial prefrontal cortex was associated with accepted beliefs, whereas activation in insula
202
Annexes
correlated with disbelief and activation in ACC correlated with uncertainty (Harris et al., 2008). In any
case, the exact neural substrates of belief systems and impairment thereof will need further
investigations.
3.5 Psychological reaction
While there is no doubt that anosognosia is the direct result of a multi-factorial organic brain
dysfunction, it is important to keep in mind that this does not entirely exclude a role for purely
psychological dimensions that can influence how individuals will cope with a sudden severe deficit.
Defense mechanisms are well known to operate in healthy people, and there is no reason to think
that they should always cease to work in stroke patients. The sudden loss of motor and sensory
capacities for one’s hemibody and its consequences obviously constitute a major traumatic event,
likely to require some psychological coping and defense mechanisms. A phase of acceptance of the
deficit and its implications is needed (O'Callaghan et al., 2006).
In addition, another intriguing possibility is that some lesions might affect the recruitment or the
efficacy of these defense mechanisms, in either a positive or negative way (Schilder, 1935b; Turnbull
& Solms, 2007). For example, it is possible that some frontal lesions might abolish an inhibition that
normally refrains the use of “denial”, or conversely the lesions might suppress a motivational
incentive to refute the acceptance of a deficit. How these psychological factors interact with
neuropsychological impairments and modulate the clinical manifestations of AHP is still largely
ignored, but they should not be minimized, even though it is certainly obvious that they cannot
explain all anosognosic manifestations.
3.6 Outlook for future research on AHP
To conclude this section on AHP, we would like to underscore that future models of anosognosia
should incorporate a role for several distinct components that do not only relate to sensorimotor
processing and cognitive appreciation of hemiplegia; but also should take into account the role of
parallel monitoring systems that encode error signals at different levels of awareness, as well as
emotional systems that respond to these error signals and serve to adjust behavior or beliefs based
on self-relevant information. Existing data converge to suggest that AHP is likely to result from a
combination of several deficits affecting different domains (including proprioception, neglect,
memory, belief formation or verification), with corresponding multifocal neural correlates (including
fronto-parietal cortex, premotor areas, insula, and anterior subcortical white-matter), but the exact
combination responsible for the different aspects and the different types of AHP still remain to be
clarified by large, systematic neuropsychological studies testing specific hypotheses.
203
Annexes
4. Conversion and hysterical paralysis
Hysteria is a condition characterized by the report of subjective neurological symptoms (e.g., motor
paralysis) without any damage to the nervous system, and thus presents with a number of features
that seemingly mirror the manifestations of anosognosia. Whereas AHP involves a lack of awareness,
misbeliefs, or denial concerning a “real” deficit due to organic brain damage, and does not result
from a more general cognitive impairments or confusion, on the contrary, hysterical paralysis implies
a conscious experience, illusion or conviction of a deficit that is not caused by any organic illness, yet
not explained by voluntarily simulation or psychotic delusions (Vuilleumier, 2005, 2009). Hysteria is
classified among psychiatric disorders, but many modern views on this condition are derived from
the early work of neurologists who also studied anosognosia and pioneered neuropsychological
account of awareness in the 19th century – particularly Charcot (1892) and Janet (1894). Babinski
(1912) himself theorized about the role of emotional triggers in producing motor hysteria prior to his
seminal case report on anosognosia of hemiplegia (Babinski, 1914), and actually described the classic
eponymous plantar reflex as a new clinical sign to distinguish between organic and hysterical
paralysis (see Okun & Koehler, 2004). The contemporaneous work by Freud and Breuer (1895)
similarly insisted on a transformation of unconscious emotional disturbances into physical
complaints, eventually leading to the current diagnostic category of “conversion” (American
Psychological Association, 1994) that has nowadays replaced the terminology of hysteria in
psychiatry textbooks.
However, the exact cognitive and emotional processes underlying such conversion of psychological
motives into physical symptoms, as well as their neurophysiological substrates, remain poorly known
(Kozlowska, 2005; Vuilleumier, 2005, 2009). Unlike other psychiatric conditions, hysterical conversion
has been only rarely studied using neurophysiological or neurocognitive approaches. In this section,
we will review those theoretical accounts that have attempted to attribute conversion disorders to a
dysfunction of specific neural circuits, and most particularly, summarize a few recent studies that
applied brain imaging techniques to identify the functional neural correlates of hysterical paralysis.
4.1 Hysterical conversion in neurology
Hysterical conversion is still encountered by neurologists and represents 1-4% of patients admitted
to neurological wards (Krem, 2004). Different studies conducted in different periods and different
hospitals have revealed a relatively stable rate across decades since the early half of the past century,
despite changes in some of the predominant clinical manifestations (Frei, 1984; Mace, 1992; Perkin,
204
Annexes
1989; Trimble, 1981). Like anosognosia, conversion most often involves motor or sensory functions,
such as hemiplegia, paraplegia, or anesthesia, but also visual loss, amnesia, or even language
disturbances and pseudo-dementia (e.g., Ganser syndrome). Moreover, several studies have
suggested that motor conversion involves left limbs much more frequently than right limbs (Galin,
Diamond, & Braff, 1977; Stern, 1983), just like AHP, suggesting that conversion symptoms might
reflect an interaction in hemispheric asymmetries for motor control, emotional processing, and
consciousness (Miller`, 1984). However, other recent studies did not replicate this asymmetry (Stone
et al., 2002; Stone, Warlow, Carson, & Sharpe, 2003) and motor symptoms may be observed on
either side (Vuilleumier, 2005; Vuilleumier et al., 2001). Further, as emphasized by Freud,
neurological symptoms in conversion hysteria may not respect the topographical organization of the
nervous systems but more subjective or symbolic representations, and thus produce distinct atypical
clinical manifestations such as glove anesthesia or tubular vision.
Although several neurological signs might be used to distinguish between organic and non-organic
deficits, including Babinski’s sign (Okun & Koehler, 2004) or Hoover’s sign (Koehler & Okun, 2004),
there is no straightforward criteria or reliable “objective” sign to establish the diagnosis of
conversion symptoms (Krem, 2004). In particular, the notion that conversion patients often present
with a good acceptance of their symptoms (so called “belle indifference”) has been shown to be
relatively non-specific (Vuilleumier, 2009). In fact, many of these patients may present with some
emotional distress rather than emotional indifference; and furthermore, a lack of concern is also
frequent in anosognosic patients who do have a severe deficit. In addition, although hysterical
symptoms are generally thought to result from a response to stressful situations or emotional
eliciting factors (M Binzer, Andersen, & Kullgren, 1997; Roelofs, Spinhoven, Sandijck, Moene, &
Hoogduin, 2005), assessing their importance and relation to the symptoms may be highly dependent
on subjective judgments by the clinician, and their causal role (or even existence) is therefore
sometimes difficult to ascertain. Conversely, many patients with organic neurological diseases may
also report stressful conditions preceding a “real” neurological illness, as shown for instance for
stroke (House, Dennis, Mogridge, Hawton, & Warlow, 1990) or multiple sclerosis (Mohr, Hart, Julian,
Cox, & Pelletier, 2004). Thus, the diagnosis of conversion is typically made after an exclusion of
various potential organic diseases, requiring negative findings from a large range of clinical exams
including magnetic resonance imaging (MRI), electroencephalogram (EEG), electromyogram (EMG),
transcranial magnetic stimulation (TMS), cerebrospinal fluid (CSF) tap, blood tests, and so forth. A
better understanding of the cognitive and neurobiological mechanisms of conversion might therefore
be useful to improve the assessment of these patients, because the accrual of many negative tests
may not only cause discomfort but also worsen psychological distress and fears in these patients; and
205
Annexes
diagnosis by exclusion may prove difficult in some situations with mixed pathologies (Krem, 2004;
Vuilleumier, 2009).
This is all the more problematic since a mixture of conversion hysteria with a “true” organic
neurological disease may sometimes occur. For example, the presence of “typical” psychogenic
conversion symptoms has been reported in patients with acute stroke (Gould, Miller, Goldberg, &
Benson, 1986), multiple sclerosis (Nicolson & Feinstein, 1994), or after closed head injuries (Eames,
1992). These symptoms included exaggerated or non-neurological complaints, changing deficit,
patchy or inconsistent distribution, as well as lack of concern. Interestingly, a large study in 167
patients found that such symptoms were most often seen in patients who had diffuse brain lesions
(e.g., closed head injury, anoxia, encephalitis) or subcortical focal strokes, and correlated with the
presence of extrapyramidal motor disorders (Eames, 1992), suggesting that a disconnection of
cortico-subcortical pathways might contribute to produce dissociative experiences in the conscious
motor control of these patients. A co-existence of hysterical conversion and organic neurological
disease is also frequently seen in patients with epilepsy who may occasionally present with pseudoseizures (Devinsky, 1998), possibly reflecting an influence of their past neurological illness on their
response to emotional distress (Brown, 2004; Miller, 1987). Such mixture of organic and psychogenic
symptoms obviously complicates the clinical diagnosis of conversion made on exclusion criteria only.
Importantly, although early studies reported that some patients with hysteria symptoms may
develop a real neurological disease after several years (Mace & Trimble, 1996), a number of careful
follow-up studies have clearly shown that such evolution is very uncommon (Crimlisk et al., 1998;
Stone, Sharpe, Rothwell, & Warlow, 2003). Very few patients (< 2-5%) eventually develop a medical
disorder which, in hindsight, could have explained the original presentation. In contrast, psychiatric
co-morbidity is relatively high, including frequent associations with other somatoform disorders,
dissociative disorders, or depression (Michael Binzer, Eisemann, & Kullgren, 1998). An appropriate
diagnosis and rapid behavioral management seem particularly important to avoid a persistence of
symptoms and poor psychiatric prognosis.
4.2 Neurophysiological accounts of hysterical conversion
Whereas the Freudian theory of hysterical conversion did not make reference to any specific cerebral
mechanisms underlying the production of physical symptoms, earlier accounts by Charcot and Janet
as well as several other theorists after them proposed a number of neural pathways by which certain
psychological states might affect sensorimotor function in these patients (see Table 2). However,
these accounts were most often speculations based on clinical observations and existing knowledge
206
Annexes
of the nervous system at different times during the past century, rather than based on more
empirical studies.
TABLE 2 : Summary of classic hypotheses on motor conversion
Sydenham (1697) :
Bodily effects of strong emotion
Charcot (1887) :
Motor function altered by imagination, suggestions
(neurosis)
Janet (1894) :
Fixed idea but unconscious, dissociation
Freud & Breuer (1895) :
Affective motives, symbolic conversion
Babinski (1912) :
Suggestion, triggered by emotion, interpretation and
predisposition
Pavlov (1932) :
Cortical inhibition (frontal) after over-excitation (subcortical)
Kretschmer (1948) :
Primitive adaptive/reflexive behavior
Whitlock (1967) :
Exaggerated patterns of adaptation to stress (psychological
or organic)
Ludwig (1972) :
Thalamic gating of afferent stimulation (vs hypochondria)
Sackheim (1979) :
Selective block of sensory processing from awareness
(motivation-based)
Stern (1983) :
Distortion of (left) sensory/motor inputs due to right
hemisphere affective processes
Flor-Henry (1985) :
Left hemisphere dysfunction with transcallosal right
hemisphere disinhibition
Spiegel (1991) :
Attentional focusing (cingulate) and dissociation
Marshall & Halligan (1997) :
Inhibition of motor action (orbitofrontal and cingulate
cortex)
Oakley (1999) :
Ongoing sensory/motor representation excluded from selfawareness (by central attentional system)
Damasio (2003) :
False representation in internal body maps (via “as-if”
system)
For instance, Charcot proposed that the functioning of the nervous system could be altered without
any visible pathology under the influence of powerful ideas or suggestions, in a manner similar to the
effect of hypnosis (Charcot, 1892). His student Janet (1894) considered that such effects could reflect
a dissociation between conscious and unconscious processes that are normally integrated to control
perception or behavior, and that such dissociation was caused by the impact of strong emotions on
integrative processes coordinating these two levels of control. Later, other accounts (Kretschmer,
1948; Whitlock, 1967) proposed that conversion might represent a pathological exaggeration of
some primitive forms of reflexive behavior elicited by psychological or physical stressors, similar to
the motor arrest, feigned death, or flurry behaviors exhibited by many animal species in threatening
situations. Along these lines, Pavlov (1941) speculated that an over-excitation of “subcortical
centers” caused by strong emotions might lead to a compensatory response of cortical inhibitory
processes (tentatively located in frontal lobe), whose regulatory action could then overflow to other
systems and somehow “switch off” sensorimotor functions. Similarly, several subsequent theorists
207
Annexes
suggested that the pseudo-neurological deficits in hysterical conversion (such as paralysis,
anesthesia, or blindness) might result from a selective “blockade” or “gating” of sensorimotor inputs,
produced by motivational factors at the level of the thalamus (Ludwig, 1972; Sackeim, Nordlie, &
Gur, 1979) or through the action of attentional mechanisms mediated by anterior cingulate or
parietal cortex (Marshall, Halligan, Fink, Wade, & Frackowiack, 1997; Sierra & Berrios, 1999; Spiegel,
1991). Instead, other more recent accounts have suggested a disconnection between self-awareness
processes mediated by central executive systems in prefrontal cortex and the ongoing sensory or
motor representation in more posterior brain regions (Oakley, 1999), or a distortion of these sensory
or motor representations due to emotional states or past traumatic experiences (Brown, 2004;
Damasio, 2003).
However, until recently, very few studies have used direct neurophysiological measures such as EEG,
magnetoencephalography (MEG), or functional brain imaging to provide direct support for these
neurobiological accounts of conversion (Black, Seritan, Taber, & Hurley, 2004; Vuilleumier, 2005,
2009). A first study was published by Tiihonen (1995) who used single photon emission computed
tomography (SPECT) in a single female patient with left arm anesthesia and reported an abnormal
hemispheric asymmetry in brain activity with decreases in right parietal areas and increases in right
frontal areas during left sensory stimulation. But no specific causal mechanism was suggested to
explain these changes. More than 10 years later, a second influential study was conducted by
Marshall and colleagues (1997) in another single patient. The latter suffered from chronic leg
weakness since a few years, and was asked to attempt to move one or the other leg on command
during positron emission tomography (PET) imaging. Unlike the normal activation of left motor areas
during executed movements with the right leg, the attempts of movement with the left/paralyzed
leg were not only associated with a lack of activation in right motor cortex but also accompanied
with an increased activation of orbitofrontal and anterior cingulate areas instead. This finding was
taken to suggest that voluntary actions were prevented due to an active inhibition of motor
pathways by orbitofrontal and cingulate areas in ventromedial prefrontal cortex.
Subsequently, several other studies using fMRI have also reported decreases activations in motor
(Burgmer et al., 2006; Kanaan, Craig, Wessely, & David, 2007; Stone et al., 2007) or sensory regions
(Ghaffar, Staines, & Feinstein, 2006; Mailis-Gagnon et al., 2003), or visual regions (Werring, Weston,
Bullmore, Plant, & Ron, 2004) in small group (n = 1 to 8) of hysterical conversion patients with
paralysis, anesthesia, or blindness, respectively, often together with concomitant increases in medial,
ventral, or dorsolateral prefrontal areas. In a recent intriguing study of a woman with hysterical
hemiplegia, Kanaan et al. (2007) observed that activity in the motor cortex was selectively reduced
208
Annexes
when the patient was exposed to auditory excerpts describing the traumatic events that supposedly
triggered her symptoms (relative to neutral autobiographical events), and this reduction was
associated with concomitant increases in medial temporal lobe including amygdala and
hippocampus. The authors suggested that the retrieval of traumatic memories via amygdalohippocampic structures could trigger some emotional processes in limbic regions that could in turn
inhibit activity in motor cortex, and hence produce hysterical paralysis. However, the exact neural
pathways mediating such inhibition were not clearly specified.
Two other recent studies examined covert motor activation in patients with motor conversion while
they watched video-clips of hand movements (Burgmer et al., 2006) or while they have to perform a
mental rotation task on pictures of hands (de Lange, Roelofs, & Toni, 2007). Whereas the former
found reduced motor activation during movement observation, the latter found no anomalies in
motor areas but increased activation in ventral cingulate cortex. The latter region was de-activated
during task performance in normal subjects, but could not be linked to inhibitory processes, as
proposed by Marshall and colleagues (1997), because motor cortex was normally activated by the
mental rotation task in the conversion patients and their performance indicated normal motor
imagery. Hence, de Lange and colleagues (2007) attributed the activation of ventral cingulate cortex
to increased self-monitoring processes, in agreement with a previous event-related potential (ERP)
study in which components associated with action monitoring were enhanced during a motorselection task in conversion patients (Roelofs, de Bruijn, & Van Galen, 2006). By contrast, a PET study
comparing 4 patients with motor conversion and simulators found no difference in motor cortex
during a simple motor task, but found reduced activation in left dorsolateral prefrontal cortex for
conversion, but in right dorsolateral prefrontal cortex for simulation (Spence, Crimlisk, Cope, Ron, &
Grasby, 2000). Left prefrontal changes were attributed to disturbances in mechanisms underlying
conscious will and the generation of motor intentions (Spence, 1999).
Intact activation of motor and sensory cortices was also found in our own SPECT study which
included a group of 7 patients with unilateral hysterical motor losses (Vuilleumier et al., 2001). These
patients were administered a passive vibratory stimulation at two different times, first while they
presented with their hysterical symptoms, and then several months later after they recovered.
However, by comparing the symptomatic and recovery period, we found a selective hypoactivation
of the thalamus and basal ganglia (caudate and putamen) in the hemisphere contralateral to the
limbs affected by hysterical symptoms (see Figure 4).
209
Annexes
Figure 4. Brain regions showing decreased activity in the hemisphere contralaleral to unilateral sensori-motor loss due to conversion
hysteria (n= 7 patients). Comparing activation after recovery and during symptoms revealed significant changes in caudate nucleus,
putamen, and thalamus, corresponding to major relays within the basal ganglia-thalamo-cortical loops that control movement initiation.
Adapted from Vuilleumier et al., (2001).
These findings suggest that motor outputs might be suppressed by an inhibition of subcortical motor
pathways, at the level of the cortico-striato-thalamic loops, rather than at the level of the primary
motor cortex. Similar subcortical decreases have been found in patients with motor neglect after
focal hemispheric stroke (Fiorelli, 1991). In addition, a functional network analysis in our conversion
patients (Vuilleumier et al., 2001) indicated that subcortical decreases in contralateral hemisphere
were selectively coupled with concomitant changes in ventral prefrontal areas (BA 11/ BA 45),
suggesting that the latter brain regions might be responsible for a modulation of the basal gangliathalamic loops that could influence voluntary movement (Haber, 2003). However, ventral and medial
prefrontal areas have been linked to various functions including not only behavioral inhibition
(Lhermitte, 1986) but also emotional control (Bush et al., 2000), self-referential memory
(D’Argembeau, 2005), and belief judgments (Harris et al., 2008). The exact role of cingulate and
ventromedial prefrontal activity in hysterical conversion therefore remains to be further clarified.
210
Annexes
In a recent single case study, we specifically tested for a contribution of active motor inhibition
processes during hysterical paralysis (Cojan, Waber, Caruzzo, & Vuilleumier, 2009), by designing a
new go-nogo task that allowed us to compare different motor processes for both the normal and
affected limb, including motor preparation, execution, and inhibition. The patient was a young
woman with a left hand weakness following a minor illness occurring in a period with several
stressful life-events. She underwent fMRI during a simple motor task, in which each trial began with
the presentation of a picture of a hand (left or right), instructing the patient to prepare a movement
on the corresponding side, which was then followed by either a go signal (requiring execution of the
prepared movement) or a nogo signal (requiring inhibition of the prepared movement). This design
allowed us to determine any similarities between a failure to move the affected hand (on a left go
trial) and a normal voluntary inhibition of movement (on left or right nogo trials). A large body of
literature in neuroimaging and neuropsychology has linked motor inhibition to the right inferior
frontal gyrus (rIFG), for both motor and non-motor cognitive tasks (Aron, 2007; Xue, Aron, &
Poldrack, 2008), such that rIFG was predicted to be specifically activated by motor inhibition at least
during nogo trials. In our patient, preparation induced a normal and symmetric pattern of activation
of the contralateral motor cortex (figure 5B), just like healthy controls (figure 5A). This finding
confirms intact motor imagery, and intact motor intentions despite hysteria. During execution, the
patient showed normal motor activation for the intact hand, but no activation in motor cortex for the
affected limb (and no actual movement). Critically, she did not activate the rIFG on the left-go trials
even though she did not make any movement, whereas the rIFG was normally activated by inhibition
on nogo trials in her case (with the right hand) as well as in healthy controls (for both their right and
left hands). Importantly, this result reveals that the left hand paralysis did not recruit voluntary
inhibitory processes mediated by rIFG. However, unlike healthy controls, the patient also selectively
activated anterior and posterior midline brain regions, including the ventromedial PFC (vmPFC)
during execution attempts with the affected hand (left go trials), and both the ventromedial PFC and
precuneus during preparation of left hand movements. In addition, connectivity analysis again
revealed that the vmPFC was specifically coupled with the right motor cortex (contralateral to the
paralyzed hand) but not with the left motor cortex (contralateral to the intact hand).
Finally, we investigated a group of healthy volunteers who were asked to feign a left hand paralysis
during the same task (Cojan, Waber, Caruzzo, & Vuilleumier, 2009). However, the simulation of
paralysis on left-go trials was found to produce exactly the same pattern of brain activity as the
voluntary withholding a response on nogo trials (see figure 5C), clearly demonstrating that hysterical
paralysis was distinct from simulation.
211
Annexes
Figure 5. Brain regions activated during a go-nogo motor task performed with either hand. In a group of 12 healthy subjects (A) and a
patient with left hysterical paralysis (B), preparing a movement activated the contralateral motor cortex symmetrically for both the right
and left hand. Motor cortex was also activated by execution (go trials) with either hand in healthy subjects, and with the intact right hand in
the patient; whereas a failure to move the hand on left go trails in the patient produced no increases in motor cortex but selective activation
in precuneus and prefrontal areas. Importantly, the right inferior frontal gyrus (IFG) was activated by motor inhibition on nogo trials in
healthy subjects but not during failures of movement on left go trials in the patient. The precuneus and ventromedial PFC were selectively
activated by left hand trials compared to right hand trials. (C) Activation is plotted for the right IFG (shown in A) in normal controls, subjects
simulating a left hand paralysis, and the patient with left motor conversion (three panels from left to right, respectively); and for the
ventromedial PFC (shown in B) in the patient. Adapted from Cojan et al. (2009).
We also compared this pattern of activation in conversion with another situation where left arm
paralysis was induced by hypnosis in a group of healthy volunteers who then had to perform the
same go-nogo task in different state (Cojan, Waber, Caruzzo, & Vuilleumier, 2009). Changes in brain
activity were clearly different between conversion and hypnosis for vmPFC (increased for all left hand
212
Annexes
actions in conversion) and for rIFG (increased for all conditions in hypnosis), while there was a similar
increase of precuneus activity for all left hand actions during both hypnosis and conversion. These
data suggest that hypnosis may also involve mental imagery and self-related memory processes that
are subserved by the precuneus (Cavanna & Trimble, 2006; Lou et al., 2004), but imply a distinct
modulation of executive monitoring systems in right IFG. Interestingly, activity in the precuneus has
also been related to unconscious intentional biases in choices and actions (den Ouden, Frith, Frith, &
Blakemore, 2005; Soon, Brass, Heinze, & Haynes, 2008). Another study also reported an activation of
anterior cingulate cortex during hypnotic suggestion of paralysis (Halligan, Athwal, Oakley, &
Frackowiak, 2000), but this was interpreted as the source of inhibition on motor actions.
Taken together, these imaging studies therefore converge to demonstrate that conversion symptoms
may lead to functional changes in brain areas concerned with the affected sensorimotor domain, and
clearly differ from mere simulation. Conversion paralysis may involve a suppression of motor
processes in basal ganglia-thalamic loops through the influence of medial parietal or ventromedial
prefrontal areas, which could in turn impact on primary motor cortex depending on the exact task
requirements. Because motor cortex can still be activated by intentions and imagery, a suppression
of activity in downstream basal ganglia loops might correspond to the subjective feeling of patients
that their volition is preserved, but their execution “blocked”. In addition, conversion paralysis does
not seem to result from an active inhibition by the right inferior prefrontal cortex as seen in classic
nogo tasks, but rather it involves an increased activity and increased coupling with precuneus and
ventromedial PFC. As the latter regions are thought to be particularly involved in self-related
representations, imagery, belief checks, and emotion regulation, these results suggest that the
primary motor cortex and afferent pathways might be abnormally influenced by internal processes
related to self processing rather than by the normal premotor mechanisms in dorsolateral and
dorsomedial prefrontal regions.
5. Conclusions
Anosognosia and conversion hysteria have raised a number of fascinating questions on the mindbrain relationships since more than a century, and both still nowadays constitute puzzling clinical
conditions in neurology. Various hypotheses have been put forward to account for the striking
dissociation between self awareness and body states observed in these two disorders, but often on
the basis of theoretical speculations rather than empirical investigations. With the advent of new
213
Annexes
neuroimaging techniques for advanced anatomical lesion analyses and functional brain mapping, we
are now just beginning to unravel the interaction of multiple cognitive and affective processes that
are likely to jointly contribute to produce such distortion in awareness.
In this review, we have argued that distinct patterns of AHP might result from losses in sensorimotor
feedback combined with lesions affecting neural pathways responsible for different types of
monitoring of motor errors, possibly operating at either explicit or implicit levels, together with
additional lesions in cognitive and affective systems responsible for appropriate behavioral
adjustment and learning (hence contributing to deficits in complex mental processes underlying
belief formation, verification, or self concern). This constellation corresponds to the presence of
multifocal neural correlates (e.g., in parietal cortex, premotor areas, insula, etc.) typically caused by
large lesions or dysfunction after stroke. We have also suggested that this obdurate unawareness for
motor deficits in AHP might be mirrored by the seemingly imaginary experience of motor impairment
in conversion hysteria. We showed that the latter might involve functional changes in corticosubcortical motor pathways, combined with an activation of limbic regions and midline frontoparietal areas (including ventral prefrontal regions, ACC, precuneus, and perhaps amygdalohippocampal structures) which have previously been associated with self-related representations in
imagery, memory and belief states presentation, memory, and could impose inhibitory or
modulatory influences on the motor pathways due to some emotional states in patients with
conversion hysteria. However, it remains to be determined whether the mirror symptoms in
anosognosia and conversion hysteria might correspond at least partly to mirror changes in some
brain regions, and which neural networks and cognitive mechanisms might be concerned by both
conditions, if any.
Based on our framework proposed to account in AHP, it would be tempting to extend the putative
mechanisms responsible for losses of awareness to mirror disturbances resulting to productive
symptoms rather than losses (see Figure 6). Thus, implicit monitoring processes conveying
unconscious signals of motor errors might not only fail to activate in the presence of a deficit (as in
AHP) but also produce abnormal signals in the absence of a corresponding deficit, leading to
kinesthetic illusions (Feinberg et al., 2000) and limb reduplication syndromes (Halligan et al., 1993;
Vuilleumier et al., 1997) when explicit monitoring remains intact; or leading to frank
somatoparaphrenia when explicit awareness of the deficit is lacking (Critchley, 1964). Conversely, a
false perception of motor deficit might be delivered to conscious awareness by explicit monitoring
processes during conversion hysteria or hypnosis, perhaps with a concomitant abnormal error signal
in implicit pathways in hysteria (Sackeim et al., 1979; Vuilleumier, 2005) but not hypnosis
214
Annexes
(corresponding to the typical dissociative state observed in the latter case); whereas abnormal motor
signals in awareness with a loss of implicit motor error signal might possibly correspond to the
delusion of alien motor control in schizophrenia and other psychosis (Spence, 2002). However, such a
classification remains speculative and will need further systematic investigations to be verified and
refined.
Abnormal
No signal
Full
Anosognosia
Anoso
diaphoria
Alien control
Good
No signal
Implicit / Unconscious pathway
Affect, motivation, error signals
Insula, ACC, VMPFC
Good
Partial
Anosognosia
Full
Awareness
Hypnosis
Abnormal
Explicit / Conscious pathway
Attention, proprioception, vision, etc
Fronto-parietal cortex
Somatoparaphrenia
Kinesthetic
Illusions
Hysteria
(schizophrenia)
Figure 6. A schematic classification of impaired body awareness in different conditions. A putative role is shown for explicit/conscious and
implicit/unconscious monitoring processes in relation to each condition, as an attempt to extend our account of motor monitoring deficits in
AHP to hysteria and other disorders. Both conscious and unconscious systems can possibly show different degrees of activity resulting in
either abolished, normal or abnormal signals about body states.
In summary, neuropsychology and neuropsychiatry encompass a vast number of disorders that imply
a distortion in self-awareness and self-monitoring, ranging from insufficient or absent appraisal of
current bodily states through to exaggerated or even illusory experiences. We believe that a better
understanding of mechanisms underlying such disorders is necessary not only to gain insights into
some of the most fascinating facets of human consciousness, but also to improve the clinical
assessment, management, and rehabilitation strategies in these patients.
215
Annexes
Acknowledgments
This work was supported by grants from the Swiss National Foundation (32003B108367 and 32003B-114014) and Geneva Academic Society to PV, as well as a fellowship from the
Foundation Boninchi to RV. We thank Fabienne Staub, Julien Bogousslavksy, and Theodor Landis for
their support during our work.
216
Annexes
4.4
Glossaire
Figurent ici quelques termes techniques de neurologie, neuropsychologie ou psychologie, employés
dans le manuscrit.
Amnésie
Perte partielle ou totale de la mémoire.
Anosodiaphorie
Indifférence émotionnelle d'un patient à l'égard de la maladie dont il
est atteint.
Anosognosie
Méconnaissance par un malade de l’affection dont il est atteint.
Aphasie
Trouble de l’expression et/ou de la compréhension des messages
verbaux, secondaire à une lésion cérébrale.
Apraxie constructive
Difficulté à définir les relations des objets entre eux dans l'espace. Ce
trouble s’évalue en demandant au patient de recopier un dessin (par
ex. une maison).
Asomatognosie
Trouble du schéma corporel entrainant notamment un défaut
d’attribution des parties du corps (ex. le patient peut prendre pour
sien le bras d’un tiers ou au contraire attribuer à autrui son propre
membre).
Blindsight
Terme s’employant pour caractériser des patients avec cécité
corticale (après une lésion cérébrale) qui n’ont pas d’expérience
visuelle consciente mais qui montrent tout de même un traitement
résiduel inconscient des stimuli. Par exemple, ces patients peuvent
être capables de localiser des stimuli dans l’espace au-dessus du
seuil de chance.
Cécité corticale
Perturbation de la perception visuelle touchant l'ensemble du
monde visuel. Elle résulte d'une atteinte bilatérale du cortex visuel
primaire.
Confabulation
Fabrication non volontaire d’expériences plausibles, témoignant d’un
effort inconscient de compléter des traces mnésiques absentes ou
insuffisantes.
Déni
Mécanisme de défense psychodynamique se manifestant par un
refus d'admettre une réalité qui est perçue comme traumatisante.
Déplacement
Mécanisme de défense psychodynamique par lequel il y a un
mouvement de l’affect d’une représentation à une autre, où il sera
alors possible d’obtenir une satisfaction du désir plus complète.
Diplopie
Perception de deux images, superposées et légèrement décalées,
pour un seul objet (vision double).
217
Annexes
Dyslexie
Troubles de la lecture, se révélant par une difficulté à identifier,
comprendre et reproduire les symboles écrits, en dehors de toute
anomalie visuelle, auditive ou de la parole, et de tout retard
intellectuel.
Extinction
Négligence des stimuli présentés dans l’hémi-espace controlésionnel
lorsque les deux hémi-espaces sont stimulés simultanément, alors
que chaque stimulation unilatérale isolée suscite une réponse
adéquate. L’extinction peut affecter différentes modalités (visuel,
tactile ou auditive par exemple).
Feedback
Information d’origine périphérique, en provenance des récepteurs
de différentes modalités sensitives (vision, audition, sensation
tactile, sensation douloureuse, sensation thermique, proprioception,
odorat, goût)
Formation réactionnelle
Mécanisme de défense psychodynamique par lequel le sujet est
amèné à se conduire à l'inverse de ce qu'il désire.
Hallucination
Perception illusoire, paroxystique et transitoire, apparaissant sans
stimulation externe réelle. Elle peut se manifester dans les diverses
modalités sensorielles: auditive, visuelle, olfactive, gustative ou
somesthésique.
Hémianesthésie
Disparition de toute sensation dans un hémicorps.
Hémianopsie
Perte de la moitié du champ visuel à chaque œil.
Hémiplégie
Paralysie totale ou partielle d’un hémicorps. Lorsque des
mouvements résiduels sont encore possible, on parle d’hémiparésie.
Hyperkinésie
Symptôme caractérisé par des mouvements involontaires.
Misoplégie
Sentiments négatifs (colère, haine, agressions) à l’égard d’un
hémicorps ou d’un membre.
Négligence spatiale
Incapacité à détecter, à prêter attention, à explorer et à s’orienter
vers des stimulations localisées dans l’hémi-espace controlatéral à
une lésion cérébrale. Dénommée également « Héminégligence
extrapersonnelle » ou « Négligence spatiale unilatérale ».
Négligence motrice
Négligence affectant l’intention d’action, limitée aux membres
controlatéraux à la lésion cérébrale (ex. les patients n’utilisent plus
leur bras, parfois en l’absence de troubles moteurs).
Négligence personnelle
Négligence affectant le corps propre (ex. les patients ne se rasent
qu’un côté du visage ou ne prêtent plus attention à leur bras, le
laissant parfois dans des positions inconfortables).
Paraplégie
Paralysie plus ou moins complète des deux membres inférieurs et de
la partie basse du tronc, portant sur tout le territoire situé plus bas
que la lésion de la moelle épinière qui la provoque.
218
Annexes
Prosopagnosie
Trouble de la reconnaissance des visages.
Reality monitoring
Faculté de discerner entre la réalité perçue par nos sens et notre
propre représentation de cette réalité. Cette fonction peut même
s’étendre à la différentiation entre des évènements que nous avons
réellement vécus et des scénarios que nous avons juste imaginés ou
rêvés.
Somatoparaphrénie
Perte du sentiment d’appartenance d’un membre, souvent
accompagnée d’interprétations délirantes (« c’est le bras de mon
grand-père, mort il y a 20 ans dans un accident d’avion »).
Split-brain
Syndrome de déconnexion interhémisphérique, dans lequel les
deux hémisphères cérébraux ont été séparés chirurgicalement, en
sectionnant le corps calleux. Cette technique a été utilisée dans
certains cas d’épilepsie pour empêcher la propagation de la crise
épileptique à l’hémisphère controlatéral au foyer.
Surdité corticale
Déficit auditif objectivable à l'audiométrie qui se manifeste pour les
stimuli auditifs de tous genres, qu'ils soient verbaux ou non verbaux.
Il résulte d'une atteinte bilatérale des cortex auditifs primaires.
219
220
Références
221
Références
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