Contrôle en ligne des ajustements posturaux anticipés (modèle d'intégration des informations proprioceptives)

Abstract

Lors d un enjambement d obstacle nous devons d abord déplacer notre centre de masse vers la jambe support et vers l avant, de manière à délester la jambe qui va initier le pas et à projeter l ensemble du corps vers l avant. Alors que l importance des informations sensorielles pour la mise en place de ces Ajustements Posturaux Anticipés (APAs) est incontestée, il est encore actuellement peu connu si ces informations sensorielles peuvent être utilisées en ligne pour modifier la commande des APAs. Nous avons tout d abord étudié comment le SNC module les APAs lorsqu une modification des afférences proprioceptives (Ia) apparaît avant ou pendant l initiation du mouvement. Pour ce faire nous avons utilisé un protocole de vibration musculo tendineuse appliquée dans la direction latérale, au niveau des chevilles. Les sujets ont appris à enjamber un obstacle, yeux fermés, en synchronisant leur pas avec un signal sonore. Lorsque la vibration était appliquée pendant l initiation des APAs, aucune modification de la phase précoce des APAs n était observée, sauf lors d une stimulation cutanée (vibration basse fréquence). Il est donc possible que le SNC se base peu sur les informations proprioceptives pendant cette phase précoce. Uniquement l ajustement final de la phase de délestage semblerait prendre en compte l information proprioceptive erronée. Lorsque la vibration est appliquée bien avant le début des APAs, une réaction posturale se produit du côté de la vibration. Lorsque les sujets initient le mouvement après la réaction posturale, l amplitude de la poussée est calibrée en accord avec la direction de la réaction posturale. Ceci suggère que la commande motrice planifiée des APAs peut être mise à jour en ligne avant qu ils soient déclenchés. Enfin, pour comprendre l étendue de la contribution des afférences proprioceptives au contrôle postural, nous avons utilisé un environnement micro gravitaire nous permettant de minimiser la contribution des autres entrées sensorielles. En accord avec le signal proprioceptif évoqué par la vibration, la diminution significative du déplacement de la hanche lors de la phase tardive des ajustements suggère une facilitation sensori-sensorielle pour le contrôle de la phase dynamique tardive des ajustements posturaux.Stepping over an obstacle is preceded by a center of pressure (CoP) shift, termed anticipatory postural adjustments (APAs). It provides an acceleration of the center of mass forward and laterally prior to step initiation. The APAs are characterized in the lateral direction by a force exerted by the moving leg onto the ground, followed by an unloading of the stepping leg and completed by an adjustment corresponding to a slow CoP shift toward the supporting foot. While the importance of sensory information in the setting of the APAs is undisputed, it is currently unknown whether sensory information can also be used online to modify the feedforward command of the APAs. The purpose of this work was to investigate how the central nervous system (CNS) modulates the APAs when a modification of proprioceptive information (Ia) occurs before or during the initiation of the stepping movement. We used the vibration of ankle muscles acting in the lateral direction to induce modification of the afferent inflow. Subjects learned to step over an obstacle, eyes closed, in synchrony to a tone signal. When vibration was applied during the initiation of the APAs, no change in the early APAs was observed except in the case of a cutaneous stimulation (low frequency vibration). It is thus possible that the CNS relies less on proprioceptive information during this early phase. Only the final adjustment of the unloading phase seems to take into account the erroneous proprioceptive information. When vibration was applied well before the APAs onset, a postural reaction toward the side of the vibration was produced. When subjects voluntarily initiated a step after the postural reaction, the thrust amplitude was set according to the direction of the postural reaction. This suggests that the planned motor command of the APAs can be updated online before they are triggered. Under micro gravity environment the decrease of the hip displacement during the later phase of the postural adjustments suggests a sensor-sensory facilitation for the control of the dynamic phase.AIX-MARSEILLE2-BU Sci.Luminy (130552106) / SudocSudocFranceF