Romain Bechet soutiendra sa thèse en anglais à l'Institut Pprime, Université de Poitiers le 14 octobre de 13h30.
Titre : Caractérisation de la coordination neuromusculaire anticipée lors de transitions motrices
Encadrement : Laetitia Fradet, Romain Tisserand, Floren Colloud
Résumé : Les mouvements humains dépendent d’une coordination des systèmes nerveux, musculaire et squelettique. La compréhension de la coordination motrice nécessite la considération des caractéristiques de chaque système. Quand un des systèmes est défectueux, la mobilité humaine est largement dégradée et mène à la dépendance. La compréhension fondamentale de la coordination motrice est nécessaire afin de proposer des dispositifs adaptés aux populations avec des déficits de la mobilité. En particulier, les objectifs que le système nerveux doit satisfaire restent sous-étudiés.
Pour adapter les mouvements aux contraintes internes et externes, les humains peuvent prédire les conséquences de ces contraintes et programmer des activations musculaires anticipées permettant d’apporter des conditions favorables au mouvement. Pour mieux comprendre ces conditions favorables, nous avons développé le cadre des transitions motrices afin de mieux caractériser la manière dont le système nerveux gère le changement de force extérieure. Nous avons ensuite examiné les activations musculaires anticipées en utilisant ce cadre dans deux contextes : l’anticipation pour la coordination de l’équilibre et du mouvement, et l’anticipation d’un contact. Nous avons premièrement caractérisé les conséquences mécaniques des activations musculaires anticipées et montré que les transitions motrices sont une période d’instabilité mécanique désirée et une coordination entre l’équilibre et le mouvement différente d’un état stable (comme la marche ou le maintien d’une posture). Cependant, les conditions apportées par l’utilisation des segments libres restent incomplètes. En examinant l’anticipation du contact, nous avons montré que la littérature présente les activations musculaires anticipées uniquement dans le but de générer de la raideur et accélérer le corps vers le haut durant le contact. Pourtant, des configurations cinématiques du membre inférieur à l’instant du contact réduisent la force de réaction du sol nécessaire, et protège le système squelettique. Cependant, les conditions nécessaires afin d’arriver à ces configurations cinématiques restent inconnues.
Pour étendre nos connaissances quant aux conditions apportées par les processus anticipés, deux situations expérimentales ont été mises en place. Premièrement, nous avons analysés des transitions motrices durant de la marche pour déterminer la contribution des segments libres. Nous avons modifié les paramètres inertiels du tronc en ajoutant des masses, afin de mettre en évidence le rôle des segments du haut du corps dans la coordination entre l’équilibre et le mouvement. Nous avons montré que le tronc augmente tout d’abord la condition d’instabilité mécanique, et, une fois la transition initiée, régule cette instabilité. Deuxièmement, nous avons montré que les activations musculaires ont une conséquence cinématique avant le contact avec le sol lors de tâches de réception. Ces ajustements peuvent servir à créer les conditions nécessaires pour atteindre une certaine configuration cinématique au contact. Ces ajustements permettent de faire face aux conséquences prédites du contact et protéger le système squelettique. Nous avons également montré que ces ajustements permettent d’accélérer le pied vers le haut avant le contact pour réduire l’accélération nécessaire au début du temps de contact. De plus, nous avons enregistré deux activations musculaires avant le contact, et avons suggéré que la première créée des conditions favorables afin de préparer les flexions précédemment décrites.
En combinant les deux situations expérimentales, nous suggérons que les processus anticipés fournissent des conditions favorables au mouvement, et pourraient représenter les objectifs que le système nerveux doit satisfaire. Les transitions motrices étant omniprésentes dans la vie quotidienne, ces conditions sont nécessaires à l’exécution des mouvements et peuvent être incorporées dans les futurs dispositifs d’aide à la mobilité.
Mots-clés : Coordination ; Anticipation ; Transitions ; Neuromusculaire ; Mouvement
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