Etude des modifications engendrées par une tâche visuo-motrice rythmique et répétée sur les membres supérieurs chez des sujets hémiplégiques

par Elodie Garrec

Projet de thèse en Sciences du sport et du mouvement humain

Sous la direction de Isabelle Siegler et de Nicolas Roche.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Sciences du Sport, de la Motricité et du Mouvement Humain , en partenariat avec Complexité, Innovation, Activités Motrices et Sportives (laboratoire) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2015 .


  • Résumé

    La moitié des patients survivants à un accident vasculaire cérébral (AVC) présentent des incapacités physiques (Pellerin M, 2003). Ces incapacités associent notamment des déficiences sensitives et motrices (déficit de la commande, syncinésies, troubles du tonus) à l'origine de la perturbation de la fonction du membre supérieur (MS) (orientation, réglage de longueur du MS et préhension). Les circuits neuronaux-spinaux (CNS) participent à la régulation du mouvement. Roche et al. ont étudié chez des sujets sains les modifications des CNS lors de la régulation visuo-motrice de la force de serrage d'un objet par la main (Roche, Bussel, Maier, Katz, & Lindberg, 2011). Les auteurs ont montré que l'apprentissage de la tâche lors d'une session unique s'associait à une modification des CNS, spécifique ou non selon les CNS et en fonction d'un biofeedback visuel associé ou non à la tâche. Diserens et al. ont montré également qu'un mouvement rythmique de pédalage des MS entrainait une diminution de la spasticité chez les sujets hémiplégiques (Diserens et al., 2007). Par ailleurs, il a été montré que la modulation des CNS est dépendante de la tâche réalisée (Zehr, 2005). La frappe cyclique de balle dans un environnement virtuel est une tâche visuo-motrice rythmique cinématique déjà étudiée chez le sujet sain (Siegler, Bardy, & Warren, 2010). A notre connaissance, la présente étude est la première à s'intéresser à la modification du comportement des CNS chez des sujets hémiplégiques réalisant une tâche cinématique rythmique avec les MS. Nous émettons l'hypothèse qu'une telle tâche engendre des modifications spécifiques de l'excitabilité des CNS au niveau de la moelle cervicale et induit une amélioration des possibilités motrices des sujets. L'objectif général étant de déterminer la nature des modifications induites par la réalisation d'une tâche rythmique cinématique d'un MS sur les CNS cervicaux, notre recherche sera décomposée en quatre études. L'étude 1 identifiera l'influence du retour d'informations visuelles sur les modifications de l'excitabilité des CNS dans un groupe volontaire. Dans cette première étude, 16 sujets volontaires réaliseront la tâche visuomotrice avec leur membre supérieur dominant et la tâche contrôle (sans retour visuel) avec leur membre supérieur dominant. L'étude 2 s'intéressera à l'impact de la latéralité du membre supérieur réalisant la tâche sur les modifications de l'excitabilité des CNS dans un groupe volontaire. Dans cette seconde étude, 16 sujets volontaires réaliseront la tâche visuomotrice avec leur membre supérieur dominant et la tâche visuomotrice avec leur membre supérieur non-dominant. L'étude 3 objectivera l'effet du type de contraction des muscles mis en jeu lors de la tâche sur les modifications de l'excitabilité des CNS dans un groupe de volontaire. Dans cette troisième étude, 16 sujets volontaires réaliseront la tâche visuomotrice avec leur membre supérieur dominant en réalisant soit uniquement une flexion-extension de coude soit uniquement une flexion-extension de poignet. Enfin l'étude 4 étudiera l'effet de la pathologie et des stratégies motrices utilisées sur les modifications de l'excitabilité des CNS. Dans cette dernière étude, 16 patients hémiplégiques effectueront la tâche visuomotrice avec leur membre supérieur parétique et leurs stratégies motrices spontanées. Les connaissances obtenues pourraient ouvrir de nouvelles perspectives de rééducation chez les sujets cérébro-lésés en complément des thérapeutiques existantes (Ferris, Huang, & Kao, 2006).

  • Titre traduit

    Study of the changes caused by a rhythmic visual-motor task and repeated on the upper limbs in hemiplegic subjects


  • Résumé

    Half of all stroke patients have physical disabilities. These disabilities combine sensory and motor deficiencies (control deficit, syncinesia, tone disorders) that cause disruption of upper extremity (UE) function (orientation, UE length adjustment and grip). The human spinal cord circuitry (HSCC) participate in the regulation of motion. Roche et al. studied the HSCC modifications in healthy subjects during the visuo-motor regulation of the object clamping force by the hand (Roche, Bussel, Maier, Katz, & Lindberg, 2011). The authors showed that task learning in a single session was associated with HSCC modifications, specific or not depending on the HSCC and according to a visual biofeedback associated or not to the task. Diserens et al. showed also that a rhythmic movement of UE pedaling causes a decrease in spasticity in hemiplegic subjects (Diserens et al., 2007). Moreover, HSCC modification is dependent on the task performed (Zehr, 2005). The rhythmic ball-bouncing in a virtual environment is a visuo-motor task rhythmic kinematic already studied in healthy subjects (Siegler, Bardy, & Warren, 2010). To our knowledge, the present study is the first to investigate HSCC modification in hemiplegic subjects performing a rhythmic kinematic task with UE. We hypothesize that such a task leads to HSCC excitability specific modifications in the cervical spinal cord and leads to an improvement in the motor capabilities of the subjects. The general objective being to determine the nature of modifications induced by UE kinematic rhythmic task realization on cervical HSCC, our research will be broken down into four studies. Study 1 will identify the influence of visual feedback on changes in HSCC excitability in a voluntary group. In this first study, 16 voluntary subjects will perform the visuo-motor task with their dominant UE and the control task (without visual feedback) with their dominant UE. Study 2 will investigate the impact of UE laterality during a task performance on changes in HSCC excitability in a voluntary group. In this second study, 16 volunteer subjects will perform the visuo-motor task with their dominant UE and the visuo-motor task with their non-dominant UE. Study 3 will aim to study the effect contraction type on the muscles involved in the task on changes in HSCC excitability in a volunteer group. In this third study, 16 voluntary subjects will perform the visuo-motor task with their dominant UE by performing either elbow flexion-extension or only flexion-extension of the wrist. Finally, study 4 will study the effect of the pathology and the motor strategies used on the changes in HSCC excitability. In the latter study, 16 hemiplegic patients will perform the visuo-motor task with their paretic UE and spontaneous motor strategies. The knowledge obtained could open up new prospects for rehabilitation in cerebro-injured subjects in addition to existing therapies (Ferris, Huang, & Kao, 2006).