Planification et contrôle de la trajectoire d'un mouvement d'atteinte de cible (influence des contraintes visuelles)

Abstract

La production de mouvements d'atteinte de cible, qu'il s'agisse de pointage de cibles ou de saisie d'objets, soulève la question des processus permettant la transformation d'une intention motrice en un mouvement réel. Ce traitement implique une phase de spécification de la trajectoire permettant au segment distal d'atteindre la cible. Si l'existence de cette phase de planification est généralement admise, l'espace dans lequel les commandes motrices sont définies continue d'être un objet de discussion. Une première théorie postule que la planification des mouvements est réalisée sur la base de leurs effets externes en spécifiant une trajectoire spatiale du segment distal dans l'espace des tâches. Un autre courant, en revanche, postule que les commandes motrices seraient définies dans l'espace articulaire, la trajectoire effectuée par la main n'étant que la conséquence du mouvement planifié. Le but de ce travail est de montrer qu'une contrainte visuelle peut modifier l'espace dans lequel les commandes motrices sont spécifiées. Une première expérience a donc consisté à comparer la production de mouvements de pointage effectués dans des situations de contrôle visuel direct et indirect (contrôle vidéo-assisté). Les mouvements étaient effectués vers des cibles placées à différentes excentricités (20, 40, 60 et 80 deg) et pouvaient être physiquement contraints (2D) ou non contraints (3D). Lorsque le mouvement est contraint, les trajectoires de la main tendent à être rectilignes quels que soient l'excentricité de la cible et le type de contrôle visuel. Des résultats différents sont observés pour les mouvements non contraints. En effet, en situation de vision directe la courbure de la trajectoire augmente selon l'excentricité de la cible alors qu'elle reste rectiligne dans la situation de vision indirecte. Une seconde expérience a consisté à analyser, dans des conditions similaires, un mouvement de saisie. Malgré les fortes contraintes bio-mécaniques pesant sur ce type de mouvement, on observe également une tendance à produire des trajectoires rectilignes en situation de vision indirecte. Le même résultat est observé lors d'une expérience destinée à analyser l'effet d'un biais directionnel (rotation de 45 degrés). L'ensemble de ce travail indique qu'un contrôle visuel indirect contraint le système moteur à planifier le mouvement dans l'espace des tâches, ce qui démontre, par là même, le caractère non exclusif des modes de représentation des commandes motrices.In goal-directed movements, the way motor intentions are transformed into motor commands raises the question of defining the mechanisms responsible for the hand trajectory formation. A large set of data led to the conclusion that goal-directed movements are encoded as a displacement along a given pre-established trajectory. According to some theories, the motor system selects a given trajectory in task space and then, transforms this path into a pattern of joint covariations. Whereas according to another view, the path taken by the hand in the external world is the result of a trajectory specified at the joint level. The goal of the present work is to show that trajectory planning can be influenced by a visual constraint. In a first experiment we compared movements carried out either under a direct or a remote visual control (use a video system). Movements aimed at targets placed at different eccentricities and were either constrained (i.e., two dimensional movements) or unconstrained (i.e., three dimensional movements). Results revealed that trajectories of constrained movements were nearly straight whatever the eccentricity of the target and the type of visual control. However, a different pattern was revealed for unconstrained movements: Under direct vision, the trajectory curvature increased as the eccentricity of the target augmented, whereas under indirect vision, trajectories remained nearly straight whatever the eccentricity of the target. In a second experiment, grasping movements were analysed in a similar situation. Despite the biomechanical constraints that weigh upon such movements, subjects tended to produce straight trajectories in the indirect visual feedback situation. Similar results were observed in motor adaptation to a directional bias imposed by a 45 degree rotation of the remote visual feedback (Third experiment). Taken together, these results suggest that movements controlled through a remote visual feedback are planned in task space and therefore show that motor commands are represented differently as a function of the demands of the task.GRENOBLE2/3-BU Droit/Lettres (384212101) / SudocSudocFranceF