Vieillissement, contrôle moteur, et adaptation à l'environnement gravitaire : détérioration ou compensation ?

Aging and gravity-dependent motor control: deterioration or compensation?

• Auteur / Autrice : Gabriel Poirier
• Direction : France Mourey, Jérémie Gaveau
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Staps
• Date : Soutenance en 2022
• 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)
• Jury : Président / Présidente : Charalambos Papaxanthis
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : France Mourey, Jérémie Gaveau, François Puisieux, Jean-Jacques Orban de xivry, Bastien Berret
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : François Puisieux, Jean-Jacques Orban de xivry

Mots clés

Mots clés libres

Contrôle moteur

Vieillissement

Champ gravitaire

Contrôle optimal

Risque de chute

Motor control

Aging

Gravity field

Optimal control

Fall risk

Résumé

Résumé : Le processus de vieillissement est associé à de nombreuses modifications structurelles et fonctionnelles de la fonction sensorimotrice pouvant engendrer des répercussions négatives comme la perte de mobilité. Comprendre ces modifications revêt un important enjeu scientifique afin d’améliorer la prévention et la rééducation de la perte de mobilité liée à l’âge. Les recherches menées ces dernières décennies montrent que le contrôle sensorimoteur implique des processus sophistiqués afin de produire un comportement efficient. Notamment, de nombreux résultats suggèrent que l’être humain, au cours de sa longue évolution phylogénétique, a appris à percevoir précisément la force gravitaire de manière à anticiper ses effets et à se mouvoir de manière efficiente dans son environnement. Spécifiquement, il a été démontré qu’un modèle interne de la gravité était utilisé lors de la planification des mouvements du bras pour prédire et tirer avantage des effets mécaniques de la gravité, afin de minimiser l’énergie dépensée : on parle de processus d’optimisation de l’effort. De multiples recherches mêlant simulations théoriques et expérimentations empiriques ont permis de caractériser les marqueurs cinématique et électromyographique de ce processus lors de mouvements du bras réalisés dans le plan sagittal. L’objectif de ces travaux de thèse est d’étudier l’impact du vieillissement sur ce processus d’optimisation lié à la gravité. Pour ce faire, nous avons enregistré les paramètres cinématiques et électromyographiques de mouvements du bras dans le plan sagittal chez des individus jeunes (<30 ans) et âgés (>65 ans). Nos résultats montrent que les marqueurs du processus d’optimisation de l’effort sont toujours présents chez les individus âgés, ce qui témoigne d’une préservation de ce processus. De façon plus générale, ces résultats s’inscrivent dans la lignée de récentes recherches qui suggèrent, contrairement à ce qui était pensé précédemment, que les processus de contrôle proactifs ne sont que peu affectés lors du vieillissement normal et pourraient compenser le déclin sensoriel lié à l’âge.

Abstract: Aging is associated with numerous structural and functional changes in sensorimotor function. These changes can lead to negative outcomes, such as a loss of mobility. Understanding these changes is an important scientific issue in order to improve the prevention and rehabilitation of age-related loss of mobility. Researches conducted over the last decades show that sensorimotor control involves sophisticated processes that produce efficient behaviors. Notably, numerous results suggest that humans evolved to precisely perceive the gravitational force, thereby allowing to anticipate gravity effects and to efficiently move in the gravito-inertial environment. Specifically, it has been shown that an internal model of gravity is used during arm motor planning to predict and take advantage of the mechanical effects of gravity and minimize the expended energy: this is referred to as the gravity-related motor optimization process. Multiple researches combining theoretical simulations and empirical experiments characterized the kinematic and electromyographic hallmarks of this process for arm movements performed in the sagittal plane. This work primarily aimed to study the impact of aging on this gravity-related optimization process. We recorded kinematic and electromyographic parameters of arm movements in the sagittal plane in young (<30 years) and older (>65 years) individuals. Our results show that the markers of the effort optimization process are still present in older individuals, indicating that this process is preserved. More generally, these results support recent research suggesting, contrary to the ancient view, that proactive control processes are only minimally affected during normal aging and may compensate for age-related sensory decline.