Mise en évidence d'une facilitation proprioceptive corticale pendant la planificationd'un pas exécuté ou imaginé. : Etude en microgravité et normogravité.

Cortical facilitation of proprioceptive inputs during an executed or an imagined step preparation : a microgravity and normogravity study.

• Auteur / Autrice : Anahid Saradjian
• Direction : Laurence Mouchnino
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Science du mouvement humain
• Date : Soutenance le 24/11/2014
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences du Mouvement Humain (Marseille ; 2004-....)
• Jury : Président / Présidente : Charalambos Papaxanthis
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marie laure Mille, Anne Kavounoudias, Olaf Blanke
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre Denise

Mots clés

Mots clés contrôlés

Neurophysiologie

Locomotion humaine

Sensibilité proprioceptive

Mots clés libres

Potentiels évoqués somatosensoriels

Planification du pas

Imagerie motrice kinesthésique

Microgravité

Integration multisensorielle

Proprioception

Cadre de reference spatial

Somatosensory evoked potentials

Step planning

Kinaesthetic motor imagery

Microgravity

Multisensory integration

Proprioception

Body in space reference frame

Résumé

Les informations sensorielles peuvent être atténuées de la périphérie jusqu'au cortex durant le mouvement. Notre hypothèse est que l'information somatosensorielle serait facilitée durant la planification du pas où il serait inopportun de supprimer ces informations cruciales. Nous avons enregistré les potentiels somatosensoriels (SEPs) évoqués par vibration bilatérale des muscles des chevilles afin de stimuler la proprioception.Les résultats montrent que la composante évoquée corticale précoce restait inchangée mais une composante tardive négative était significativement augmentée durant la planification du pas.Pour tester si cette facilitation proprioceptive était due aux contraintes d'équilibre, la même expérience fut effectuée en microgravité où cette facilitation disparut, malgré la restauration d'un cadre de référence spatial.Cette facilitation tardive survint pendant l'imagerie motrice kinesthésique d'un pas planifié, démontrant que l'imagerie mentale intègrerait les contraintes d'équilibre et posturales requises pour la tâche, ceci étant confirmé par la disparition de cette facilitation lors de la planification du pas imaginé en microgravité.Ceci démontre au niveau neurophysiologique, une modulation de la transmission des afférences sensorielles selon leur pertinence pour planifier un mouvement. Cette facilitation résulterait de mécanismes prédictifs reliés à l'importance de contrôler l'équilibre du corps avant l'initiation du pas, car ce processus survint durant la planification d'un pas exécuté ou imaginé. Il serait basé sur un modèle interne de l'action impliquant des lois physiques du mouvement (1-g modèle) car cette facilitation fut supprimée en microgravité.

Sensory inputs can be attenuated from the periphery to the cortex during voluntary movements. Our hypothesis is that the somatosensory information could be facilitated during the planning of a step. It would appear dysfunctional to suppress somatosensory information, which is considered to be of the utmost importance for gait planning. We recorded somatosensory potentials (SEPs) evoked by bilateral ankle vibration to stimulate proprioception. Results showed that cortical early evoked component remained unchanged but a negative late component was significantly increased during step planning. To determine whether this facilitation of proprioceptive inputs was related to gravitational equilibrium constraints, we performed the same experiment in microgravity. In the absence of equilibrium constraints, both components did not significantly differ between the static and stepping conditions, despite the restoration of a body in space reference frame.This late facilitation occurred during kinesthetic motor imagery of a planned step, suggesting that mental imagery would integrate postura and balance constraints required for the task, as it was confirmed byt the lack of this facilitation during the planning of an imagined step in microgravity.These observations provide neurophysiological evidence that the brain exerts a dynamic control over the transmission of the afferent signal according to their current relevance during movement preparation.These processes should be based on internal model of action involving the physical laws of motion (1g-model) as this sensory facilitation was suppressed in microgravity when planning motor imagery.