Functional neuro-anatomy of egocentric versus allocentric space representation

SummaryIntroductionThe functional neuroanatomy of the egocentric and allocentric representations of space remains poorly studied with neuroimaging. Here we aim to determine brain structures subserving two different kinds of spatial representations centred on the main axis of either the body or the external scene.MethodSixteen healthy participants evaluated the alignment of a bar relative to the middle of their body (Ego) or relative to another stimulus (Allo) during functional MRI. In a control task (Ctrl), they had to judge the colour of the bar.ResultsCorrect response rates and response times were similar in the three tasks. fMRI data revealed a predominant role of the right hemisphere in the egocentric task (Ego vs. Allo): selective activity was found in the occipital, superior parietal, and inferior frontal cortices, as well as in the precuneus and supplementary motor area. On the left side, the insula, thalamus, and cerebellum were also activated. Conversely, the allocentric task (Allo vs. Ctrl) showed selective activity centred on the left temporal gyrus.DiscussionThis study demonstrates a right hemisphere dominance for representations centred on the longitudinal body axis, but more left-sided activity for scene/object-centred representations of space. These new data shed light on the unique role of several regions involved in spatial perception and help better understand spatial deficits in patients with right hemispheric lesions.

RésuméIntroductionLa neuroanatomie fonctionnelle des représentations égocentrique et allocentrique de l’espace reste très peu étudiée en neuroimagerie. Ces représentations ont généralement été étudiées séparément, alors que certains travaux suggèrent qu’elles sont liées. L’objectif de ce travail était de déterminer les structures corticales impliquées dans des représentations spatiales centrées sur l’axe principal du corps ou d’une scène.MéthodeSeize participants sains ont effectué une tâche demandant de juger l’alignement d’une barre avec l’axe de leur corps (Ego) ou avec un autre stimulus (Allo), durant une session d’IRM fonctionnelle. Dans une tâche contrôle (Ctrl), les participants avaient à juger la couleur de la barre.RésultatsLes taux de bonnes réponses et les temps de réponse étaient similaires dans les trois tâches. Dans la tâche égocentrique (Ego vs. Allo), l’hémisphère droit a montré une activité spécifique, notamment dans les cortex occipital, pariétal supérieur et frontal inférieur, ainsi que dans le précuneus et l’aire motrice supplémentaire. Du côté gauche, l’insula, le thalamus et le cervelet montraient une activité spécifique. La tâche allocentrique (Allo vs. Ctrl) était caractérisée par une activité centrée sur le gyrus temporal gauche.Discussion et conclusionCe travail démontre une dominance de l’hémisphère droit pour les représentations centrées sur l’axe longitudinal du corps. La représentation centrée sur des objets implique davantage l’hémisphère gauche. Ces nouvelles données éclairent l’organisation cérébrale du traitement de l’information spatiale ainsi que les déficits spatiaux survenant après des lésions cérébrales droites.