Maturation and learning of the anticipatory postural control during the adolescence : motor and cerebral expression

Abstract

La fonction d’anticipation programmant l'action et ses conséquences sur la posture s’appuie sur les représentations sensorimotrice. L’adolescence étant caractérisée par des modifications du corps et du cerveau, cette thése évalue les liens qui unissent anticipation, représentations sensorimotrices et maturation cérébrale. La tâche bimanuelle de délestage met en jeu l’utilisation d’un bras postural, supportant le poids, et d’un bras manipulateur, qui le déleste. Dans cette tâche, l'anticipation s'exprime par les ajustements posturaux anticipés (APA), annulant la déstabilisation posturale causée par l'action. Des enregistrements cinématiques, EMG et EEG ont été utilisés. Bien qu’une stabilisation posturale stable soit reportée, les APAs à l’adolescence se caractérisent par une amélioration de la latence de l’inhibition des fléchisseurs. Chez l’adulte, les APA s’expriment par une désynchronisation du rythme mu et une onde positive au dessus de M1 impliqué dans la posture. Les caractéristiques temporelles de ces signatures varient à l’adolescence. L’apprentissage d’un nouveau contrôle postural est caractérisé par une amélioration rapide puis plus lente de la stabilisation posturale. Plus tardive à l'adolescence, cette acquisition repose sur la maitrise du réglage temporel de l’inhibition des fléchisseurs. Une intégration des retours proprioceptifs issus de l’action permettrait la construction d’une représentation sensorimotrice. Exprimée par la maitrise des paramètres temporels, la réactualisation des représentations sensorimotrice à l’adolescence passerait par une meilleure intégration des retours proprioceptifs. La maturation des régions cérébrales serait aussi capitale.Voluntary action requires an anticipation, which predicts the consequence of action on posture. Anticipation rests on action and body representations. Adolescence is characterized by body modifications and cerebral maturation. This thesis explored the link between the anticipatory function, action and body representations, and the cerebral maturation. The bimanual load-lifting task engages a postural arm, supporting the load, and a motor arm, lifting the load. In this task, the anticipation, expressed by anticipatory postural adjustments (APA) cancelled the destabilizing effect of movement on the posture. Kinematics, EMG and EEG were recorded. Although performances of postural stabilization were stable, APAs at the adolescence were characterized by an earlier latency of inhibition on the postural flexors. In adults, APA are expressed by a mu rhythm desynchronization and a positive wave over M1involved in posture, which presented different temporal characteristics in adolescents. Thus, the improvement of APA would be underlain by a maturation of these EEG activities. Learning a new postural control was characterized by a rapid followed by a slow improvement of the postural stabilisation. This acquisition rested on the mastering of the temporal parameters of the flexors inhibition, which took more time at the adolescence. Integration of proprioceptive feedback coming from action allowed an update of sensorimotor representation. Expressed by the mastering of the temporal parameters, the update of body and action representations at adolescence would imply an enhancement of the integration of proprioceptive information. Maturation of the cerebral areas would be a key element