Par Louis Clavel.

Les fonctions respiratoire et posturale sont naturellement liées. En effet, elles utilisent toutes deux des structures communes : des structures squelettiques (cage thoracique, colonne vertébrale...) et des structures musculaires (muscles intercostaux, diaphragme…). Il existe dès lors une interaction posturo-ventilatoire (PV) qui intervient à différents niveaux articulaires.

Par ailleurs, il est également connu que la double tache, paradigme expérimental consistant à demander au sujet de réaliser simultanément deux tâches, induit des perturbations à la fois posturales et ventilatoires. En ce sens, l’utilisation de ce paradigme pourrait moduler l’interaction PV. L’objectif de cette étude est alors d’étudier cette modulation au cours d’exercices de double tache.

A l’aide de capteurs opto-électroniques et d’une plateforme de force, nous avons mesuré le profil ventilatoire, les mouvements articulaires (aux niveaux : cervical, hanche, genoux et chevilles) ainsi que le déplacement du centre de pression (CP) chez 20 sujets sains (âge : 37 and [29 ; ;49], 10F). Ces mesures ont été effectuées d’abord au cours d’une ventilation naturelle de référence et ensuite au cours de deux conditions de double tâche. Pour ces conditions de double tâche il a été demandé aux sujets de respirer naturellement et de retenir une série de mots pour la première condition et d’effectuer une série de cinq multiplications pour la seconde. La fréquence respiratoire et les amplitudes de mouvements ont été mesurées. Pour finir l’interaction PV a été évaluée pour le déplacement du CP et les mouvements articulaires en calculant l’émergence respiratoire.

Au cours des conditions de double tâche nous observons une augmentation des amplitudes de mouvements du CP et des articulations hanche, genoux et chevilles concourante d’une interaction PV qui semble augmenter (non significative). Cela revient à observer des mouvements posturaux plus importants synchronisés avec la ventilation. Cependant, au niveau cervical aucune variation d’amplitude n’est observée tandis qu’une diminution significative de l’interaction PV apparait.

Figure: Schématisation des résultats avec diminution de l’amplitude de mouvement couplée d’une désynchronisation ventilatoire au niveau cervical et augmentation des mouvements posturaux globaux.

Schématisation des résultats avec diminution de l’amplitude de mouvement couplée
d’une désynchronisation ventilatoire au niveau cervical et augmentation des mouvements posturaux globaux.

Cette étude montre un mouvement de l’articulation cervical stable aucours de condition de double tâche, bien que les perturbations posturales des autres articulations semblent augmenter. La diminution concomitante de l’interaction PV au niveau cervical suggère qu’il existe une « stratégie de stabilisation » qui est centralement commandée et qui est réalisée par une réduction des perturbations posturales d’origine ventilatoire à ce niveau. Il reste à étudier si cette stratégie est un objectif de maintien de l'équilibre.

Publication

Clavel, L., Attali, V., Rivals, I., Niérat, M.-C., Laveneziana, P., Rouch, P., Similowski, T., Sandoz, B. (2020). Decreased respiratory-related postural perturbations at the cervical level under cognitive load. European Journal of Applied Physiology. https://doi.org/10.1007/s00421-020-04345-1

L’auteur

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Louis Clavel

Thèse en collaboration entre l’Institut de Biomécanique Humaine Georges Charpak (ENSAM, Paris) et l’UMRS_1158 Neurophysiologie Respiratoire Expérimentale et Clinique (INSERM, Sorbonne Université, Paris)

Docteur en Biomécanique depuis Juin 2019 et maintenant ingénieur R&D chez MocapLab cherchant à développer des méthodes permettant de capturer et restituer le plus finement possible les mouvements vivants.

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