Vieillissement et fonction motrice, un minimum d'effort pour un maximum d'effet

Aging and motor function, minimum effort for maximum effect

• Auteur / Autrice : Alice Ohayon
• Direction : France Mourey, Jérémie Gaveau
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Staps
• Date : Inscription en doctorat le 01/01/2022
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Environnements, Santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Cognition, Action, et Plasticité Sensorimotrice
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université de Bourgogne (1970-....)

Mots clés

Mots clés libres

Vieillissement

Maladie d'Alzheimer

Gravité

Contrôle moteur

Planification motrice

Déclin cognitif

Aging

Alzheimer's Disease

Gravity

Motor control

Motor planning

Deterioration

Résumé

La Maladie d'Alzheimer est principalement connue pour ses effets délétères sur les fonctions mnésiques. Des études ont néanmoins démontré que les fonctions exécutives et motrices sont également impactées [1-6]. La diminution des capacités motrices engendre des répercussions fonctionnelles très lourdes comme la peur de tomber et la chute elle-même, entrainant la perte de mobilité et les nombreuses comorbidités qui en découlent. En effet, il a été montré une fréquence plus importante de la chute chez les personnes présentant des troubles cognitifs [5]. Or, l'accélération gravitaire est la seule responsable de la chute des corps. Le système nerveux central a développé des mécanismes de perception et de contrôle du mouvement qui lui sont dédiés [7] et permettent la réalisation de mouvements adaptés à l'environnement gravitaire. Dans un contexte de vieillissement non-pathologique, l'étude de Poirier et al. (2020) [8] montre que les personnes âgées conservent cette capacité d'optimisation du mouvement et tendent même à l'utiliser de manière accrue par rapport à des participants jeunes. D'autres résultats récents confirment cette conservation et l'intègre au phénomène de dé-différentiation des hémisphères cérébraux chez des participants âgés sains [9, 10]. Cependant, une étude pilote [11] menée en parallèle du projet ANR Maladie d'Alzheimer et Apprentissage Moteur Implicite chez 17 patients âgés fragiles (85  5 ans) a montré que plus faible est le score au test MMSE, plus faible est la capacité d'optimisation (caractérisé par le ratio directionnel) du mouvement à l'environnement gravitaire (Figure 2). Bien que ces premiers résultats ne soient que corrélationnels, ils suggèrent qu'une dégradation des mécanismes d'optimisation du mouvement à l'environnement gravitaire pourrait expliquer le risque accru de chute chez les personnes présentant des troubles cognitifs [5]. Par une étude systémique des interactions entre capacités cognitives et capacités motrices, l'objectif de ce projet de thèse est d'améliorer la connaissance des effets du déclin cognitif en général, et de la maladie d'Alzheimer en particulier, sur des mécanismes cérébraux du contrôle du mouvement dans l'environnement gravitaire. Cette connaissance conditionne le développement de mesures de préventions et de réadaptation vis-à-vis des problématiques de mobilité. Notre hypothèse générale est que le niveau d'atteinte cérébrale de la maladie détermine la capacité d'un individu à produire un contrôle moteur optimisé pour l'environnement gravitaire. Comme suggéré par nos résultats préliminaires nous prédisons que les mesures motrices seront corrélées aux mesures neuropsychologiques et biologiques de la maladie d'Alzheimer. Les modifications sensorielles et motrices pouvant précéder de plusieurs années les symptômes cognitifs [1, 2], ce projet permettrait le développement de nouveaux biomarqueurs de la maladie d'Alzheimer. Bibliographie : 1. Aggarwal, N.T., et al., Arch Neurol, 2006. 10.1001/archneur.63.12.1763. 2. Albers, M.W., et al., Alzheimers Dement, 2015. 10.1016/j.jalz.2014.04.514. 3. Manckoundia, P., et al., Neuroscience, 2006. 10.1016/j.neuroscience.2005.08.079. 4. Holtzer, R., et al., J Gerontol A Biol Sci Med Sci, 2014. 10.1093/gerona/glu052. 5. Doi, T., et al., Geriatr Gerontol Int, 2015. 10.1111/ggi.12407. 6. Poirier, G., et al., Geriatrics, 2021. 10.3390/geriatrics6010033. 7. White, O., et al., J Neurophysiol, 2020. 10.1152/jn.00381.2019. 8. Poirier, G., et al., Front Aging Neurosci, 2020. 10.3389/fnagi.2020.00037. 9. Cabeza, R., Psychol Aging, 2002. 10.1037//0882-7974.17.1.85. 10. Poirier, G., et al. in Society for the Neural Control of Movement. 2020. 11. Mourey, F., Maladie d'Alzheimer et Apprentissage Moteur Implicite. 2016, Agence Nationale de la Recherche.

Alzheimer's disease is mainly known for its deleterious effects on memory functions. However, studies have shown that executive and motor functions are also impacted [1-6]. Reductions of motor skills leads to very serious functional impacts such as fear of falling and the fall itself, resulting in loss of mobility and the many co-morbidities that result. Indeed, a higher incidence of fall has been shown in people with cognitive impairments [5]. However, gravity acceleration is the only cause of the fall of bodies. The central nervous system has developed mechanisms of perception and control of movement that are dedicated to it [7] and allow the realization of movements adapted to the gravity environment. In a context of non-pathological aging, the study by Poirier and al. (2020) [8] shows that older people retain this ability to optimize movement and even tend to use it more than younger participants. Other recent results confirm this conservation and integrate it with the phenomenon of cerebral hemisphere dedifferentiation in healthy elderly participants [9, 10]. However, a pilot study [11] conducted in parallel with the ANR Alzheimer's Disease and Implicit Motor Learning conducted on 17 frail elderly patients (85 5 years) showed that the lower the MMSE score, the lower the ability to optimize (characterized by the directional ratio) of motion to gravity environment (Figure 2). Although these initial results are only correlative, they suggest that degradation of mechanisms for optimizing motion in the gravity environment may explain the increased risk of falling in people with cognitive impairments [5]. Through a systemic study of the interactions between cognitive and motor abilities, the objective of this thesis project is to improve knowledge of the effects of cognitive decline in general, and Alzheimer's disease in particular, on cerebral mechanisms of motor control in the gravity environment. This knowledge determines the development of preventive and rehabilitation measures with regard to mobility issues. Our general assumption is that the level of brain damage of the disease determines an individual's ability to produce motor control optimized for the gravity environment. As suggested by our preliminary results we predict that motor measures will be correlated with neuropsychological and biological measurements of Alzheimer's disease. As sensory and motor changes may precede cognitive symptoms by several years [1, 2], this project would allow the development of new biomarkers of Alzheimer's disease. Bibliography: 1. Aggarwal, N.T., et al., Arch Neurol, 2006. 10.1001/archneur.63.12.1763. 2. Albers, M.W., et al., Alzheimers Dement, 2015. 10.1016/j.jalz.2014.04.514. 3. Manckoundia, P., et al., Neuroscience, 2006. 10.1016/j.neuroscience.2005.08.079. 4. Holtzer, R., et al., J Gerontol A Biol Sci Med Sci, 2014. 10.1093/gerona/glu052. 5. Doi, T., et al., Geriatr Gerontol Int, 2015. 10.1111/ggi.12407. 6. Poirier, G., et al., Geriatrics, 2021. 10.3390/geriatrics6010033. 7. White, O., et al., J Neurophysiol, 2020. 10.1152/jn.00381.2019. 8. Poirier, G., et al., Front Aging Neurosci, 2020. 10.3389/fnagi.2020.00037. 9. Cabeza, R., Psychol Aging, 2002. 10.1037//0882-7974.17.1.85. 10. Poirier, G., et al. in Society for the Neural Control of Movement. 2020. 11. Mourey, F., Maladie d'Alzheimer et Apprentissage Moteur Implicite. 2016, Agence Nationale de la Recherche.