Ajustements posturaux réactionnels suite à une perturbation mécanique médio-latérale : facteur inertiel, influence visuelle et rôle de la raideur sur la détermination des stratégies articulaires

Reactional postural adjustements fallowing a medio-lateral mechanical perturbation : inertial effect, visual influence and stiffness influence on the joint strategies determination

• Auteur / Autrice : Olivier Gorgy
• Direction : Jean-Louis Vercher
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences du mouvement humain
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 2
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université d'Aix-Marseille II. Faculté des Sciences du sport

Mots clés

Mots clés contrôlés

Psychomotricité

Ankylose

Troubles de la posture

Manipulation vertébrale

Résumé

En vue d’étudier les ajustements posturaux réactionnels (APR) latéraux nous avons développé un paradigme de perturbation utilisant une translation latérale inattendue courte et soudaine de la surface d’appui. Les sujets debout, pieds alignés (i. E. Posture en tandem), devaient maintenir leur posture verticale après la translation sans changer la position de leurs pieds ni de leurs bras. Une première étude a montré, suite à la perturbation, l’existence d’un déplacement passif latéral du centre de masse (CM) antérieur au déplacement latéral du centre de pression (CP) et antérieur également à l’activité électromyographique. Cette observation suggère l’existence d’une composante inertielle induite par la translation de la surface de support. Cette composante influencerait la réponse posturale (le déplacement latéral précoce du CP en direction opposée à la translation, ainsi que son déplacement antéropostérieur). La vision influencerait quant à elle le déplacement latéral plus tardif du CP (direction de la translation). Pourtant, même si la vision intervient dans la réaction d’équilibration elle n’influence pas la régulation posturale durant toute la durée de la tâche, ce qui suggère une discontinuité des processus de contrôle visuel dans une tâche réactionnelle. Néanmoins, la vision réduit l’amplitude de déplacement du tronc, et l’amplitude de déplacement du bassin est réduite par l’intensité de la perturbation. Une deuxième étude a montré que la translation latérale de la surface d’appui pouvait ou non créer une dissociation des déplacements latéraux des centres de masse (CM) de la partie haute (au dessus du bassin) et basse du corps (en dessous du bassin). Utilisant la phase relative de ces déplacements, nous avons défini trois types de stratégies articulaires (cheville, hanche et combinée). Ainsi, nous avons montré que l’intensité de la perturbation ainsi que la vision influençaient la fréquence d’apparition d’une stratégie par rapport à une autre. De plus, les participants ont montré, suivant la translation latérale, un déplacement du corps en direction A/P (déplacement du CM, du CP et activités musculaires des jambes et du tronc). La latence de déplacement du CP en direction A/P étant plus courte que celle du déplacement latéral cela signifie que les participants utilisent le plan d’appui le plus large comme stratégie de conservation de l’équilibre postural médio-latéral. Afin de réguler leur équilibre, les participants montrent des réponses musculaires réflexes et automatiques (jambes et tronc), et une réponse fonctionnelle à longue latence (jambes). Contrairement à ce qui était attendu, l’absence de vision diminue l’activité phasique des muscles antagonistes des jambes ceci pourrait donc permettre au système de contrôle postural d’évaluer plus efficacement le moment de force exercé à partir des chevilles. Une troisième étude a montré qu’un groupe de pratiquants d’arts martiaux chinois internes (MA) révélait un contrôle postural plus performant (réduction des déplacements du CM et du CP) que celui d’un groupe de sportifs juniors et seniors, et d’un groupe de non sportifs, sans montrer une organisation temporelle neuromusculaire différente. De plus, le groupe MA a utilisé préférentiellement la stratégie de cheville, surtout en l’absence de vision, et a montré une tendance à utiliser une raideur articulaire plus importante, avec ou sans vision. Ces résultats suggèrent que le système postural pourrait bénéficier, afin de répondre à une perturbation externe, d’un système de réglage de la raideur articulaire qui serait implémenté par des entrées somatosensorielles, renseignant sur l’effet mécanique de la perturbation sur la posture. Ainsi ce système d’ajustement de la raideur pourrait permettre de fournir un processus de réglage en ligne de la posture, et ainsi serait le principal responsable du maintien de la géométrie corporelle et de l’équilibre postural dans une situation de perturbation.

In order to study postural reaction adjustments (PRA) we develop a paradigm of disturbance using an unexpected short lateral translation of the support surface. Participants in upright posture, with feet aligned (tandem posture), had to resume and maintain this posture after the translation without changing the position of their feet or of their arms. The first study showed, following the disturbance, a passive lateral displacement of the centre of mass (CM) prior to the lateral displacement of the centre of pressure (CP) and the electromyographic activity, this corresponding to the inertial effect induced by the support surface translation. This component influences the early lateral displacement of the CP (i. E. In the opposite direction to the translation) and its antero-posterior displacement. The subsequent lateral displacement of the CP (in the direction of the translation) appeared influenced by vision. However, even if vision influences the postural reaction it does not influence posture regulation during all the duration of the task, this observation underline that visual process are discontinuous during reactional balance task. Nevertheless, it was found that with vision the lateral trunk displacement was reduced and hip displacement was diminished by the perturbation intensity. The second study showed that in response to the lateral translation different patterns of association of the lateral displacements of the centres of masses (CM) of the upper part (above the hip) and lower (below the hip) could be generated. Using the relative phase of these displacements, we defined three types of joint strategies (ankle, hip and combined). We then showed that both disturbance intensity and vision influenced the frequency of appearance of one strategy compared to another. In addition, participants showed a displacement in A/P direction following the lateral translation (as shown by displacements of CM and CP, and muscular activities of the legs and trunk). The onset latency of the CP displacement in A/P direction being shorter than for its lateral displacement indicates that this postural reaction is to use the widest dimension of the support surface and this constitutes a conservative strategy to the medio-lateral postural imbalance. Participants showed reflexes and automatic muscles responses (legs and trunk), followed by a long latency functional response (legs). The frequency of the phasic activity of the antagonistic muscles of the legs increases with vision, thus in the absence of vision the postural control system evaluates more effectively the moment of force exerted especially at the ankles, this preserving the inverted pendulum strategy. The third study showed that a group of subjects practicing Chinese martial arts (MA) achieved a more effective postural control (reduction of CM and CP displacements) than groups of young and senior sportives, and a group of non sportives, without showing any difference in temporal neuromuscular organization. Moreover, for the MA group the ankle strategy was used more, especially in the absence of vision, and this group showed a tendency to use a greater joint stiffness both with and without vision. These results suggest that the postural system, reacting to an external perturbation, could be making use of a regulation system of joint stiffness which could be implemented by somatosensory inputs informing on the mechanical effect of the disturbance on the posture. Thus, this system, regulating joint stiffness, could provide an on-line process for posture regulation, and thus would be the main factor responsible for the maintenance of body geometry and postural balance in a perturbation context.