Changes induced by a visuo-motor rhythmic task on inhibitory mechanisms directed towards the motoneurons of the wrist flexors
Modifications induites par une tâche rythmique visuo-motrice sur les mécanismes inhibiteurs dirigés vers les motoneurones des fléchisseurs du poignet
Résumé
This thesis is devoted to the investigation of the modification of cervical spinal neural circuits in humans following the performance of a rhythmic task. Spinal neural circuits are involved in the shaping of voluntary movements, and they are frequently impacted by different pathologies. In addition, rhythmic movements could be an aid to rehabilitation for both the lower and upper limbs. We studied three circuits for which previous studies have observed post-effects induced to different motor tasks. These are the circuits of disynaptic inhibition, presynaptic inhibition Ia and homosynaptic depression.The excitability of these neural circuits was explored at rest, before and after the motor task, using the monosynaptic reflex (H) evoked in the Flexor Carpi Radialis, the muscle of the upper limb for which the rest reflex H is most frequently present in the general population. The chosen juggling task is a virtual task, which made it possible to easily modify its characteristics such as the initial conditions and the difficulty of the task. Two protocols were carried out. They both involved a visuo-motor rhythmic task of virtual juggling. The first involved a global movement of the upper limb and aimed to compare the excitability of neural circuits according to their laterality of the upper limbs. The second involved wrist flexion-extension movements of the dominant limb and aimed to compare flexion versus gravity flexion against extension versus gravity movements. For each of the protocols, the included participants had to perform two similar but not identical tasks, separated by one week.The results showed a motor improvement displayed through a decrease in bounce error or a decrease in variability of bounce error, more or less consequential according to the applied protocol. These results were supported by the combined notion of retention-transfer of motor learning through improved performance in trial #2 of the second visit compared to trial #2 of the first visit, for motor tasks that were similar but not identical. Concerning the neurophysiological aspect, no neurophysiological changes were detected. Thus, the results suggest an unaccompanied motor learning, in post-task, of the modification of the studied spinal neuroral circuits. Neurophysiological results are discussed in relation to the literature according to the rhythmic nature of the task studied and the sensory feedback involved.
Cette thèse est consacrée à l’exploration, chez l’Homme, de la modification de circuits neuronaux spinaux cervicaux consécutive à la réalisation d’une tâche rythmique. En effet, les circuits neuronaux spinaux sont impliqués dans la mise en forme des mouvements volontaires, et ils sont fréquemment impactés dans différentes pathologies. De plus, les mouvements rythmiques pourraient constituer une aide à la rééducation, pour les membres inférieurs et également pour les membres supérieurs. Nous avons étudié trois circuits pour lesquels des études antérieures ont objectivés des post-effets induits à différentes tâches motrices. Il s’agit des circuits de l’inhibition disynaptique, l’inhibition présynaptique Ia et la dépression homosynaptique.L’excitabilité de ces circuits neuronaux a été explorée au repos, avant et après la tâche motrice, en utilisant le réflexe monosynaptique (H) évoqué au niveau du Flexor Carpi Radialis, muscle du membre supérieur pour lequel le réflexe H de repos est le plus fréquemment présent dans la population générale. La tâche de jonglerie choisie est une tâche virtuelle, ce qui permettait d’en modifier aisément les caractéristiques, telles que les conditions initiales et la difficulté de la tâche. Deux protocoles ont été réalisés. Ils impliquaient toutes deux une tâche visuo-motrice rythmique de jonglerie virtuelle. Le premier impliquait un mouvement global du membre supérieur et visait à comparer l’excitabilité des circuits neuronaux en fonction de leur latéralité des membres supérieurs. Le second impliquait des mouvements de flexion-extension de poignet du membre dominant et visait à comparer des mouvements de flexion contre pesanteur versus des mouvements d’extension contre pesanteur. Pour chacun des protocoles, les participants inclus devaient réaliser deux tâches similaires mais non identiques, séparées d’une semaine.Les résultats ont montré, une amélioration motrice objectivée par une diminution de l’erreur de rebond ou une diminution de la variabilité de l’erreur de rebond, plus ou moins conséquentes selon le protocole appliqué, et la notion combinée de rétention-transfert d’apprentissage moteur par une meilleure performance lors de l’essai n°2 de la seconde visite comparativement à l’essai n°2 de la première visite, pour des tâches motrices qui étaient similaires mais non identiques. Concernant l’aspect neurophysiologique, aucune modification neurophysiologique n’a pu être mise en évidence. Ainsi, les résultats suggèrent un apprentissage moteur non accompagné, en post-tâche, de la modification des circuits neuronaux spinaux étudiés. Les résultats neurophysiologiques sont discutés par rapport à la littérature en fonction du caractère rythmique de la tâche étudiée et du retour sensitif impliqué.
Domaines
Neurosciences [q-bio.NC]
Origine : Version validée par le jury (STAR)