Méthodes alternatives de renforcement musculaire : cas de l’imagerie motrice et de la stimulation électrique neuromusculaire

Alternative methods for strength development : the case of motor imagery and neuromuscular electrical stimulation

• Auteur / Autrice : Amandine Bouguetoch
• Direction : Alain Martin, Sidney Grosprêtre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Staps
• Date : Soutenance le 16/12/2020
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Environnements, Santé (Dijon ; Besançon ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Cognition, Action, et Plasticité Sensorimotrice (CAPS) (Dijon)
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement de préparation : Université de Bourgogne (1970-....)
• Jury : Président / Présidente : Romuald Lepers
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Aymeric Guillot
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Thomas Lapole, Giuseppe Rabita

Mots clés

Mots clés contrôlés

Entraînement (sports)

Stimulation électrique

Force musculaire

Mots clés libres

Force musculaire

Imagerie motrice

Stimulation électrique neuromusculaire

Adaptations nerveuses

Muscle strength

Motor imagery

Neuromuscular electrical stimulation

Neural adaptations

Résumé

Une pratique intensive de l'entraînement contre résistance, i.e. avec des charges lourdes et un faible nombre de répétitions, peut soumettre les sportifs à des charges d'entraînement élevées qui peuvent conduire à des blessures. Afin d'éviter l'apparition de ces blessures ou de limiter le désentraînement dans le cas contraire, des méthodes alternatives d’entraînement ont été développées. Ces méthodes ont une double cible puisqu'elles permettent aussi de faire pratiquer certaines populations qui, suite à différentes pathologies ou traumatismes, ne peuvent pas s’exercer normalement. Cette thèse s’est intéressée plus particulièrement au système neuromusculaire et aux mécanismes mis en jeu lors du développement de la force sur les muscles fléchisseurs plantaires par imagerie motrice (IM), i.e. la simulation mentale d’un mouvement sans sortie motrice concomitante et par stimulation électrique neuromusculaire (NMES), i.e. évoquer des contractions en appliquant un courant électrique sur le muscle via des électrodes de surface.L’étude I a permis d’obtenir des résultats en faveur de l’existence d’un continuum d’activation neurale du repos à l’IM et de l’IM à la contraction réelle. Au minimum, l’IM pourrait représenter une activation subliminale de structures neurales qui sont partagées avec la contraction. L’étude IIa a montré des gains similaires de force entre des entrainements par NMES et par IM, tous les deux reposant sur des adaptations nerveuses qui, de manière générale, impliquent une plus large part du système corticospinal que ce qui est habituellement attendu, incluant à la fois une plasticité spinale et supraspinale. De manière surprenante, effectuer un entrainement en alternant la NMES et l’IM dans la même session n'a pas mené à des gains de force, montrant qu’un entrainement combiné ne représente pas simplement la somme des gains de chacune des modalités. L’IM et la NMES, en fonction des paramètres choisis, pourraient même montrer des effets concurrents. L’étude IIb a montré que l’IM semble être une méthode d'entraînement efficace pour induire un effet controlatéral, i.e. un gain du membre non-entrainée suivant un entrainement unilatéral de l’autre membre. Au contraire, la NMES avec nos paramètres de stimulation n'a pas mené à un effet controlatéral. Les résultats actuels soulignent le fait que l'effet controlatéral ne nécessite pas forcément une activité du muscle de la jambe entraînée. L’étude III n’a pas permis de mettre en lumière des différences de modulations entre les sujets explosifs, sédentaires et endurants. Une étude parallèle à ce travail de thèse avait mis en lumière des profils neuromusculaires différents entre des sujets explosifs et des sujets sédentaires. Les résultats préliminaires de cette étude peuvent suggérer que la pratique sportive, et plus globalement le profil neuromusculaire d’un sujet, n’influence pas le caractère répondeur ou non-répondeur d’un individu à une sollicitation telle que l’IM.

An intense practice of resistance training, i.e. with heavy loads and a low number of repetitions, can cause injuries. To avoid them or limit detraining after an injury, alternative training methods have been developed. These methods have a double target since they also allow populations with different pathologies to practice a physical activity. This thesis focused particularly on the neuromuscular system and the mechanisms involved in strength development on plantar flexors muscles following motor imagery (MI), i.e. mental simulation of a movement without its concomitant motor output, and neuromuscular electrical stimulation (NMES), i.e. evoking contractions through electrical current applied on the muscles via surface electrodes.Study I argues in favor of the existence of a continuum of neural activation from rest to MI and from MI to contraction. At least, MI could represent a subliminal activation of neural structures which are shared with actual contraction. Study IIa showed similar gains in strength after NMES and MI trainings, both relying on neural adaptations which involved a larger part of the corticospinal system than usually expected, including both spinal and supraspinal plasticity. Surprisingly, alternating NMES and MI in the same training session did not imply strength gains, highlighting the fact that a combined training does not represent the sum of the gains of each modality. On the contrary, MI and NMES, depending on the parameters, could even imply competitive effects. Study IIb showed that MI seems to be an efficient training method to induce cross education, i.e. strength gains on the untrained limb after unilateral training of the other limb. On the contrary, NMES with our stimulation parameters did not induce cross education. These results highlight the fact that cross education does not necessarily require muscle activity on the trained leg. Study III did not reveal differences in modulation between sedentary participants, explosive athletes, and long-distance runners. A parallel study to this thesis put in evidence different neuromuscular profiles between explosive and sedentary subjects. The preliminary results of this study could suggest that physical practice, and more generally the neuromuscular profile of a subject, does not influence their responsiveness to a solicitation such as MI.