Le rôle de l'intégration multisensorielle pour le contrôle du mouvement volontaire : pondération contextuellement dépendante des informations visuelles et somatosensorielles

The role of multisensory integration for the control of voluntary movement : contextually dependent weighting of visual and somatosensory information

• Auteur / Autrice : Benjamin Mathieu
• Direction : Laurence Mouchnino, Jean Blouin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences du Mouvement Humain
• Date : Soutenance le 27/06/2023
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences du mouvement humain (Marseille ; 2004-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Neurosciences Cognitives (Marseille ; 2012-2024)
• Jury : Président / Présidente : Michel Guerraz
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Laurence Mouchnino, Jean Blouin, Sylvie Vernazza-Martin, Jérémie Gaveau
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Michel Guerraz, Sylvie Vernazza-Martin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mécanique humaine

Électroencéphalographie

Somesthésie

Vision

Mots clés libres

Vision

Somesthésie

Représentations du corps

Cadres de référence

Electroencéphalographie

Conflit sensoriel

Vision

Somesthesia

Body representations

Frames of reference

Electroencephalography

Sensory conflict

Résumé

L'exécution d'une action motrice est rendue possible grâce à des afférences sensorielles renseignant sur l'état du corps et de son environnement. Il a été suggéré que ces informations sensorielles seraient modulées contextuellement, mais ces mécanismes de pondération sensorielle restent encore très largement incompris. L'objectif du présent travail de thèse vise à mieux comprendre l'implication et l'interaction des informations visuelles et somatosensorielles pour la réalisation de mouvements volontaires. L'originalité de notre Etude 1 réside de la compréhension du type de référentiel utilisé pour pointer sur une cible somatosensorielle n'ayant jamais été calibrée par la vision. La plupart des études précédentes se sont uniquement focalisées sur des cibles somatosensorielles pouvant être calibrées visuellement, comme les mains. Les études antérieures ont démontré que la vision du bras augmentait le traitement des informations somatosensorielles du membre. L'Etude 2 a pour ambition de déterminer si cette facilitation somatosensorielle a également lieu lorsque la vision se résume à l'outil manipulé par la main hors de la vue. Les résultats de nos études ont permis de mettre en lumière une modulation entre la vision et la somesthésie contextuellement dépendante afin de contrôler le mouvement. Cette modulation semble être prédominée par la vision car nos études ont révélé l'utilisation préférentielle d'un référentiel visuel. Toutefois, il est important de souligner que même si les informations somatosensorielles ne prédominent pas pour ces situations, nos travaux démontrent qu'elles restent cependant indispensables pour optimiser la réalisation d'une action motrice.

The execution of an accurate motor action requires the processing of sensory afferents informing on the state of the body and on the features of the environment. It has been suggested that the processing of sensory information would be contextually dependent. However, the mechanisms underlying the context-dependent processing of sensory inputs are still largely misunderstood. The objective of this thesis work is to better understand the involvement and interaction of visual and somatosensory information for the realization of voluntary movements. The originality of our Study 1 is that it provides insights into the type of frame of reference that is used to point to a somatosensory target that has never been calibrated by vision (e.g., top of the head). Most related studies have focused on somatosensory targets located within body regions that can be regularly calibrated by vision, such as the hands. In this case, the control of movement would preferably be based on a somatosensory frame of reference. In this thesis, we found evidence that when somatosensory information related to the target position cannot be visually calibrated, the motor system would rely on a visual frame of reference rather than on a somatosensory frame of reference to control the pointing movements. Previous studies have shown that the view of the arm increases the processing of somatosensory information from the limb. Study 2 showed that this somatosensory facilitation does not take place when the visual feedback is restricted to the tool manipulated by the hand out of sight. The results of our studies highlighted a flexible and context-dependent weighting of visual and somatosensory information, in order to control the movement. This sensory weighting seems to favor vision because our studies revealed a preferential use of a visual frame of reference. However, it is important to note that even if somatosensory information did not predominate in the conditions tested in the present thesis, our work demonstrates that it remains essential to optimize the performance of motor actions.