Le rôle des ajustements posturaux dans la coordination motrice

The role of postural adjustments in motor coordination

• Auteur / Autrice : Charlotte Le Mouel
• Direction : Romain Brette
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 14/09/2018
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Cerveau, cognition, comportement (Paris ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de la vision (Paris ; 2009-....)
• Jury : Président / Présidente : Nicolas Vayatis
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Viviane Pasqui-Boutard, Bénédicte Schepens
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Monica Daley, Friedl De Groote

Mots clés

Mots clés contrôlés

Troubles de l'équilibre

Posture

Mécanique humaine

Activité motrice

Mots clés libres

Neuro-mécanique

Posture

Ajustements posturaux

Coordination motrice

Équilibre

Mobilité

Neuro-Mechanics

Stance

Postural adjustments

Motor Coordination

Equilibre

Mobility

Résumé

Ma thèse est que la coordination motrice s’appuie sur un ajustement des propriétés mécaniques de leurs corps à la tâche en cours, par le système postural. Certaines tâches, comme se tenir debout, ou manipuler un outil avec précision, nécessitent de rester immobile. J’ai développé un modèle générique de stabilité aux perturbations, malgré le délai de réponse neurale. D’après ce modèle, les propriétés mécaniques du corps, telles que la raideur et l’inertie, jouent un rôle fondamental dans le maintien de l’immobilité face aux perturbations, puisqu’elles déterminent la vitesse relative à laquelle ces perturbations sont amplifiées pendant le délai de réponse neurale. Lors de l’initiation du mouvement, la fonction fondamentale communément attribuée au système postural est celle de contrecarrer la déstabilisation due à la gravité. Cependant, en considérant les conditions mécaniques requises pour l’initiation du mouvement, je suis arrivée à une interprétation différente des résultats expérimentaux sur la posture debout et l’initiation du mouvement. J’ai développé la théorie de la mobilité, selon laquelle le système postural ajuste la position du centre de masse (CdM) afin de donner de l’élan au mouvement. J’ai ensuite testé si cette capacité à ajuster la position du CdM à la tâche était affectée lors du vieillissement. J’ai analysé des données expérimentales sur les ajustements posturaux de sujets âgés chuteurs et non chuteurs. J’ai montré que, s’ils sont prévenus en avance, aussi bien les chuteurs que les non chuteurs ajustent la position de leur CdM à la tâche. Cependant, les chuteurs ont une capacité réduite à ajuster rapidement la position de leur CdM au cours de la tâche.

My thesis is that efficient motor coordination relies on the adjustment of the body mechanical properties to the task at hand, by the postural system. I first considered tasks which require immobility, such as standing still and precise and accurate tool manipulation. I developed a generic model of stabilization with neural delays. According to this model, body mechanical properties such as stiffness and inertia play a critical role for maintaining immobility despite external perturbations, since they determine the relative speed at which perturbations will be amplified during the response delay. I then considered the task of initiating movement. The main purpose of postural control is considered to be to counteract the destabilizing force of gravity. However, from the consideration of the mechanical requirements for movement, I arrived at a different interpretation of the experimental findings on stance and movement initiation. I therefore developed the mobility theory, which states that during skilled movement the postural system adjusts the position of the centre of mass (CoM) in view of providing torque for the movement. I then tested to what extent this ability to adjust the CoM position to the task at hand was affected by aging. I performed an experimental analysis of the postural adjustments of elderly fallers and non-fallers. I showed that both elderly fallers and non-fallers are able to adjust their posture to the task, given advance warning, but elderly fallers are less able to rapidly adjust the CoM position during the task. Thus, motor coordination relies on the rapid adjustment of the body mechanical properties to changing task requirements.