Exploration et analyse de la relation cerveau-muscles squelettiques lors de la préparation et de l’exécution motrice

Exploration and analysis of brain-skeletal muscles relationship during motor preparation and execution

• Auteur / Autrice : Chama Belkhiria
• Direction : Giovanni de Marco, Tarak Driss
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Science technique des activités physique et sportive (STAPS)
• Date : Soutenance le 12/12/2016
• Etablissement(s) : Paris 10
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences du sport, de la motricité et du mouvement humain (Paris ; 2002-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de recherches sur le sport et le mouvement (2010-2019 ; Nanterre)
• Jury : Président / Présidente : Ilana Idy-Peretti
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Giovanni de Marco, Tarak Driss, Ilana Idy-Peretti, Damien Davenne, Nizar Souissi, Henry Vandewalle
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Damien Davenne, Mario-Ubaldo Manto

Mots clés

Mots clés contrôlés

Neurophysiologie

Aspect psychologique

Physiologie

Activité motrice

Mots clés libres

Préparation/Exécution

Exercice de handgrip

Motivation

EMG agoniste/antagoniste

Connectivité fonctionnelle

Cervelet

Preparation / Execution

Handgrip exercise

Motivation

EMG agonist / antagonist

Functional connectivity

Cerebellum

Résumé

Les travaux de cette thèse s’inscrivent à la frontière des neurosciences et de la physiologie musculaire. Trois études se sont articulées de la préparation et l’exécution motrice. La première étude (A) a relié l'activité cérébrale à l'activité musculaire lors de la préparation motrice. Les résultats ont montré que des régions, telles que le cortex moteur primaire et l’aire motrice supplémentaire sont impliquées dans l'activité du muscle fléchisseur (FDS) alors que d’autres régions, telles que les ganglions de la base, les aires fronto-pariétales et le cervelet, sont impliquées dans l'activité du muscle extenseur (EDC). L’étude (B) a exploré le rôle du réseau cérébro-cérébelleux et du réseau striatal lors de l’exécution d’une tâche cognitive et motivationnelle. Les données ont révélé que la partie antérieure du lobule VI droit était activée par l'exécution motrice tandis que sa partie postérieure était spécifiquement activée par les encouragements verbaux. Les mesures de l’interaction psychophysiologique ont permis de faire immerger une boucle de connectivité fermée et formée par le cortex cérébral, le cervelet et les noyaux rouges. La troisième étude (C) concerne l’effet de la consigne réalisée lors de l’exécution motrice sur les paramètres neuromusculaires de FDS et EDC. Les résultats ont montré que la Force Maximale Volontaire, la Pente Maximale de Montée de Force et l’éléctromyographie associée étaient plus élevées (p < 0.05) avec la consigne accompagnée d’encouragement verbal.

The present work fits on the border of neurosciences and muscular physiology. Three studies explored the brain and muscle activities following motor preparation and execution. The first study (A) linked brain and muscle activity during motor preparation. The results revealed that regions (e.g primary motor cortex and supplementary motor area) are involved in the activity of the flexor muscle (FDS) while other regions (e.g basal ganglia, fronto-parietal areas and cerebellum) are involved in the activity of the extensor muscle (EDC). The study (B) explored the role of cerebro-cerebellar and striatal networks during the execution period of cognitive and motivational task. The data showed that the anterior part of the right lobule VI was activated by the motor task, while its posterior part was specifically activated by verbal encouragement. Measurements of psychophysiological interaction revealed a closed connectivity loop formed by the cerebral cortex, the cerebellum and the red nuclei. The third study (C) concerned the effect of instruction on neuromuscular parameters of FDS and EDC muscles during motor execution. The results showed that the Maximum Voluntary Force, the Maximum Rate of Force Development and the associated electromyographic signal are the highest (p < 0.05) with cognitive, motivational and verbal encouragement condition.