BeatWalk : L'auto-rééducation à lamarche par stimulation rythmique auditive musicale adaptée chez des personnes atteintes de maladie chronique

BeatWalk: Self-rehabilitation on the walk by rhythmic musical auditory stimulation suitable for people with chronic illness

• Auteur / Autrice : Alice Bourdon
• Direction : Benoit Bardy, Valérie Cochen de cock
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences du Mouvement Humain - MPL
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2021
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences du mouvement humain
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : EuroMov Digital Health in Motion

Mots clés

Mots clés libres

Maladie de Parkinson

Marche

Musique

Activité physique adaptée

Obésité

Synchronisation

Music

Obesity

Synchronization

Parkinson disease

Walk

Adapted physical activity

Résumé

L'indiçage auditif peut être défini comme l'application d'une stimulation rythmique auditive (SRA) fournissant une référence pour la réalisation des mouvements rythmiques tels ceux impliqués dans la plupart de nos activités quotidiennes, à commencer par la marche. La musique est un bon exemple de cette tendance du rythme à inciter au mouvement : nous tapons du pied ou dansons spontanément ou volontairement en écoutant notre musique préférée. La SRA se base sur notre faculté naturelle à synchroniser nos mouvements sur un rythme donné (Thaut et al., 1996). Un individu sain atteint naturellement sa cadence de pas optimale lors de la marche, cependant en raison d'une atteinte orthopédique, morphologique ou d'une affection neurologique, celle-ci peut être modifiée et générer de fait un modèle de marche déficient. La rééducation de la marche avec une stimulation rythmique auditive a été étudiée dans des populations atteintes de pathologies telles que la maladie de Parkinson (Ghai et al., 2018), la sclérose en plaques (Ghai et al., 2017) ou le post-AVC (accidents vasculaires cérébraux) (Yoo & Kim, 2016). De manière générale, la SRA motive les patients à marcher et améliore leur bien-être en général (Bardy et al., 2015). La marche comme forme d'exercice est accessible, adaptée et incontestablement efficace pour contrer les risques de sédentarité même chez les plus inaptes et pourrait conduire à une réduction de la prévalence des maladies chroniques dans toutes les populations (Tschentscher et al., 2013). Encourager une activité physique aérobie est d'autant plus important que le mode de vie moderne, avec son manque d'activité physique quotidienne et d'entraînement physique, prédispose à la sédentarité. Cela impacte négativement la population saine et davantage les populations pathologiques. En effet une activité physique réduite peut initier un cycle de déconditionnement et d'invalidité progressive, indépendamment de la progression latente de la maladie, aggravant les symptômes moteurs et non moteurs ainsi que les comorbidités relatives à la maladie (Dempsey et al., 2020). Face à ce constat la SRA semble appropriée, elle facilite la pratique de la marche, et par conséquent augmente l'activité physique et améliore les capacités musculaires et cardiovasculaires. Les paramètres de la marche dont la régularité des pas et la vitesse sont aussi augmentés (Cochen De Cock et al., 2021). Ces effets ont des implications importantes dans la gestion de la pathologie, car la vitesse de marche est un indicateur important de la qualité de vie et de la performance dans la réalisation des activités de la vie quotidienne (Ellis et al., 2005). Habituellement la stimulation rythmique auditive est composée d'un indiçage auditif constant. Cela signifie que la SRA émet des indices sonores à intervalles réguliers. Tel un métronome, le rythme ne varie pas au cours de la marche de la personne et ne s'adapte pas à sa cadence. C'est la personne qui suit spontanément le rythme imposé par la musique, parfois elle n'y parvient pas. Quand les sujets adhèrent, l'émission de ce son améliore certains paramètres de la marche, dont la fluidité (Pau et al., 2016). Des programmes de recherche récents, ont permis d'optimiser la SRA en la rendant adaptative à la marche du sujet. BeatWalk, application née du programme de recherche européen appelé BeatHealth, est capable d'adapter dans un premier temps le tempo de la SRA à la cadence de marche du patient sans la perturber afin de la stabiliser. Et dans un second temps, elle augmente progressivement le tempo afin de se rapprocher au plus près de la cadence de marche optimale du patient (Dotov et al., 2019). Les études impliquant des SRA adaptatives portent le plus souvent sur la maladie de Parkinson. BeatWalk a démontré qu'elle améliorait la vitesse de marche, la cadence et la taille du pas chez les patients parkinsoniens qui l'avaient utilisée à domicile pendant un mois (Cochen De Cock frontiers). Cependant, cette étude n'était pas contrôlée. Aucune étude n'a démontré l'efficacité d'un programme d'auto-rééducation (à domicile) utilisant une SRA musicale adaptative, s'adaptant au rythme de marche du patient par rapport à une SRA musicale à tempo constant. Cette démonstration permettrait l'utilisation de ce type de rééducation chez les patients atteints de maladie de Parkinson dans leurs soins. D'autre part ces résultats encourageants validés dans plusieurs pathologies neurologiques motivent l'application de cette thérapie innovante à d'autres pathologies souvent associées ou majorées par la sédentarité. L'obésité par les modifications morphologiques et biomécaniques qu'elle engendre chez les patients pourrait être une autre cible thérapeutique. Ce projet de thèse sera effectué en deux temps, premièrement finaliser les études en cours associant la SRA à la maladie de Parkinson, puis deuxièmement l'application de la SRA à des personnes atteintes d'obésité.

Auditory cueing can be defined as the application of auditory rhythmic stimulation (ARS) providing a reference for the realisation of rhythmic movements such as those involved in most of our daily activities, starting with walking. Music is a good example of this tendency of rhythm to induce movement: we tap our feet or dance spontaneously or voluntarily while listening to our favourite music. RAS is based on our natural ability to synchronise our movements to a given rhythm (Thaut et al., 1996). A healthy individual naturally achieves his or her optimal stride rate when walking, but due to orthopaedic, morphological or neurological damage, this may be altered and thus generate a deficient gait pattern. Gait rehabilitation with auditory rhythmic stimulation has been studied in populations with conditions such as Parkinson's disease (Ghai et al., 2018), multiple sclerosis (Ghai et al., 2017) or post-stroke (Yoo & Kim, 2016). In general, RAS motivates patients to walk and improves their overall well-being (Bardy et al., 2015). Walking as a form of exercise is accessible, suitable and undoubtedly effective in countering the risks of sedentary lifestyle even in the most unfit and could lead to a reduction in the prevalence of chronic diseases in all populations (Tschentscher et al., 2013). Encouraging aerobic physical activity is all the more important as the modern lifestyle, with its lack of daily physical activity and physical training, predisposes to a sedentary lifestyle. This has a negative impact on the healthy population and more so on the pathological population. Indeed, reduced physical activity can initiate a cycle of deconditioning and progressive disability, independent of latent disease progression, aggravating motor and non-motor symptoms and disease-related comorbidities (Dempsey et al., 2020). In view of this, RAS seems appropriate, as it facilitates walking, thereby increasing physical activity and improving muscular and cardiovascular capacity. Walking parameters such as step regularity and speed are also increased (Cochen De Cock et al., 2021). These effects have important implications for disease management, as walking speed is an important indicator of quality of life and performance in activities of daily living (Ellis et al., 2005). Usually auditory rhythmic stimulation consists of constant auditory signalling. This means that the RAS emits auditory cues at regular intervals. Like a metronome, the rhythm does not vary during the person's walk and does not adapt to the person's pace. It is the person who spontaneously follows the rhythm imposed by the music, and sometimes he or she does not. When the subjects adhere, the emission of this sound improves certain parameters of walking, including fluidity (Pau et al., 2016). Recent research programmes have made it possible to optimise the RAS by making it adaptive to the subject's gait. BeatWalk, an application born from the European research programme called BeatHealth, is able to adapt in a first step the tempo of the RAS to the patient's walking pace without disturbing it in order to stabilise it. And in a second step, it gradually increases the tempo to get as close as possible to the patient's optimal walking cadence (Dotov et al., 2019). Studies involving adaptive RAS most commonly focus on Parkinson's disease. BeatWalk was shown to improve walking speed, cadence and step size in Parkinson's patients who used it at home for one month (Cochen De Cock frontiers). However, this study was not controlled. No study has demonstrated the efficacy of a self-rehabilitation programme (at home) using an adaptive musical RAS, adapting to the patient's walking rhythm, compared to a constant tempo musical RAS. This demonstration would allow the use of this type of rehabilitation for Parkinson's patients in their care. In addition, these encouraging results validated in several neurological pathologies motivate the application of this innovative therapy to other pathologies often associated or increased by sedentary lifestyle. Obesity, due to the morphological and biomechanical changes it causes in patients, could be another therapeutic target. This thesis project will be carried out in two stages, firstly to finalise the studies in progress associating SRA with Parkinson's disease, and secondly to apply SRA to people suffering from obesity.