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Thèse de Sébastien Caudron
Thèse
Présentée en vue de l'obtention du
Doctorat de Psychologie Cognitive
Par
Soutenue le 22 juin 2010
Adaptabilité et flexibilité des mécanismes d'intégration sensorielle lors de perturbations proprioceptives du contrôle postural
sous la direction des Professeurs Michel GUERRAZ (LPNC, Université de Savoie) et Vincent NOUGIER (Equipe SPM - TIMC IMAG, Université de Grenoble (I))
Membres du jury :
- Christine ASSAIANTE (DR, CNRS - Laboratoire de Neurosciences Intégratives et Adaptatives, Equipe Développement et Pathologie de l'Action, Marseille), Rapporteur
- Philippe PERRIN (PU, Nancy-Université, INSERM U 954, Groupe thématique Neuroplasticité, Neurodégénérescence, Cognition), Rapporteur
- Théophile OHLMANN (PU, Université de Grenoble (II), Laboratoire de Psychologie et de NeuroCognition), Examinateur
- Normand TEASDALE (PU, Université Laval, Département de kinésiologie, Canada), Examinateur
- Michel GUERRAZ (PU, Université de Savoie, Laboratoire de Psychologie et de NeuroCognition), Directeur de recherches
- Vincent NOUGIER (PU, Université de Grenoble (I), Equipe Santé Plasticité Motricité, Laboratoire TIMC-IMAG), Directeur de recherches
- Michel IDA (Directeur Minatec IDEAs Laboratory, CEA), Invité
Résumé
Le sujet humain doit continuellment s'adapter aux contraintes environnementales changeantes, notamment pour un maintien postural efficient. Afin de réaliser ce but, son système nerveux central doit évaluer en permanence la pertinence des différentes informations sensorielles (principalement visuelles, vestibulaires et proprio-somesthésiques) dans le but de fournir une réponse comportementale cohérente et unifiée. La manière dont les informations issues de ces entrées sensorielles sont intégrées, sélectionnées et / ou pondérées, en fonction de leur fiabilité, nécessite d'être éclaircie. Plus particulièrement, nous avons souhaité explorer le caractère singulier de l'intégration des afférences proprioceptives, dont les récepteurs sont situés sur l'ensemble de la chaîne posturale et signalent des modifications au niveau musculaire ou articulaire.
Le premier objectif de ce travail a consisté à comprendre comment les mécanismes d'intégration sensorielle peuvent être adaptés, lors de perturbations proprioceptives du contrôle postural. La vibration de muscles posturaux constitue un outil méthodologique permettant de stimuler spécifiquement les terminaisons proprioceptives. Du point de vue comportemental, des réponses posturales, orientées en direction du muscle vibré, sont induites par ce type de stimulation. Les différents travaux expérimentaux entrepris font apparaître que l'attente ou l'auto-déclenchement d'une telle perturbation ne permettait pas d'en réduire significativement ses conséquences posturales. A l'inverse une adaptation à la perturbation était observée. Celle-ci prenait la forme d'une réduction marquée de la réponse évoquée après quelques expositions à la stimulation. Cette adaptation n'était pas transférable d'un muscle à son antagoniste. Ainsi, si des mécanismes centraux semblent être à l'origine de ce phénomène, l'adaptation ne peut cependant être expliquée par un moindre poids accordé à l'entrée proprioceptive dans son ensemble. L'adaptation semblait davantage dépendre de la perception de la sortie posturale que de la stimulation : faire l'expérience d'une déstabilisation, amplifiée en demandant au participant de ne pas résister à la perturbation ou, à l'inverse, réduite par l'enrichissement haptique de l'environnement sensoriel, suffisait à s'adapter, lorsque l'équilibre devait être ensuite maintenu activement, lors de nouvelles perturbations sans support. A l'inverse, lorsqu'un support prévenait physiquement la réponse posturale, aucun signe d'adaptation n'était ensuite observé. Ainsi, faire l'expérience des conséquences posturales de perturbations proprioceptives et / ou pouvoir percevoir plus finement les caractéristiques de la déstabilisation semblent être les facteurs nécessaires pour que l'adaptation se mette en place.
A partir de ces constatations, la flexibilité des mécanismes d'intégration sensorielle a été étudiée, en déterminant si les informations de biofeedback, restituant l'orientation posturale via les modalités auditive ou visuelle, étaient susceptibles d'enrichir le faisceau multi-modalitaire classique lors de perturbations proprioceptives. Un biofeedback auditif stéréophonique permettait de stabiliser la réponse à la vibration chez des sujets sains, cependant, dans des latences longues. Parallèlement, un biofeedback visuel, indiquant la géométrie corporelle dans un dispositif monoculaire de vision tête haute, a été développé afin d'améliorer les troubles d'orientation posturale des patients parkinsoniens. L'important développement des technologies MEMS amène à envisager, à court-terme, des dispositifs ambulatoires permettant de rendre les patients plus indépendants dans la rééducation de leurs troubles posturaux.
Mots-clés : contrôle postural, adaptation, intégration sensorielle, proprioception, biofeedback, vibration musculo-tendineuse