Lesdifférentstypesde types de mouvements Réflexes, automatiques et intentionnels François POTDEVIN FSSEP Université Lille 2
Références utilisées
Rappels Définition iti des muscles activés, ordre (coordination), temps, intensité 793 muscles, 4 à 4000 unités motrices, ingérable au niveau conscient: de nombreux interneurones, commandes non directes cortex moteur primaire (aire 4), de là partent principalement les voies classiques le cervelet. Niveau de la coordination musculaire pour atteindre l objectif
Lesdifférentstypes types Actifs versus passifs Réflexes, automatiques, intentionnels Déclenchés par un stimulus versus auto initiés
Les mouvements réflexes Définition i i «lien fonctionnel entre stimulus et réponse motrice» Arc réflexe constitué organe récepteur (cutané, musculaire, viscéral), voie sensitive afférente (nerf cutané, musculaire, viscéral, racine rachidienne dorsale, nerf crânien), effecteur (muscle strié, lisse, glande endocrine, glande exocrine) Réflexe palpébral, tendineux, flexion,
Arc réflexe monosynaptique intrinsèque vs extrinsèque
Réflexe ipsilatéral de flexion amplitude, latence, durée post décharge Coordination de différents muscles (synergie), intensité variable
Expérience de Renshaw (1940) «Le réflexe de flexion est polysynaptique, ce qui explique les synergies musculaires»
Organisation selon le principe de l inhibition réciproque
Des arcs réflexes plus complexes réflexe d extension croisée
Bilan réflexes extrinsèques Rôle de protection Peut modifier une action supraspinale Dépend aussi de la qualité du stimulus Inhibition ou augmentation possible par Inhibition ou augmentation possible par apprentissage
Remarques: notion de réseaux précablés Kelso, 1981
Les réflexes intrinsèques Le Fuseau musculaire (FNM) Contrôle la longueur du muscle Réflexe myotatique, d étirement Maintient de la posture L organe tendineux de Golgi (OTG) Contrôle de la dynamique de la contraction musculaire
Le réflexe myotatique Augmentation du niveau de contraction du muscle en réponse à son propre p étirement pour le ramener à sa longueur initiale Obéit loi de l inhibition réciproque Mise en évidence Sherrington
Le Fuseau Neuromusculaire À l origine du réflexe Renseigne sur la vitesse de l allongement (réponse dynamique) et sur l amplitude de l allongement (réponse statique) Arc réflexe monosynaptique pour les muscles agonistes et disynaptique pour les muscles antagonistes
Le rôle du Fuseau musculaire Contrôle permanent des motoneurones α sur muscles agonistes et antagonistes: conservation d un angle articulaire Notion de servo mécanisme assurant rétrocontrôle de la longueur du muscle Maintien de la posture (nombre important dans les muscles anti gravitaires) mais ne permet pas le mouvement?
Contrôle de la position statique
Le rôle du Fuseau Neuromusculaire Dans les mouvements volontaires: logique inverse Fixe le point de consigne Coactivation i des motoneurones α et β lors de mouvements volontaires d origine supraspinale Modification de la sensibilité du FNM en fonction de la commande centrale
Contrôle du mouvement
Action synergique
L organe Lorgane tendineux de Golgi Mécanorécepteur situé dans les tendons et les aponévroses musculaires En série ou en parallèle par rapport aux fibres musculaires Excité de manière très sensible par les fibres contractiles Responsable du réflexe de l inhibition autogénique
Le réflexe autogénique
L organe Lorgane tendineux de Golgi Fibres Ib inhibition du muscle homonyme excitation des muscles antagonistes 1 ère hypothèse: rôle de protection du tendon suppose déclenchement /seuil élevé Hypothèse actuelle : détecteur des variations de la force exercée, contrôle dynamique
L inhibition autogénique ne se maintient pas au cours d une contraction prolongée (tonique) Rôle d amortissement des contractions phasiques
LES MOUVEMENTS AUTOMATIQUES
Définition Déroulement stéréotypé et reproductible Généré par réseau nerveux inné ou acquis Inné: mouvement de déglutition, respiration Acquis: marche (particularités), nage, posture et équilibre, mouvements sportifs Stimulus extérieur: mouvement réflexe conditionnels moteurs de type II (Konorski, 1967)
Définitions Certains mouvements attentionnels au départ deviennent automatiques par apprentissage stimulus extérieur
Le cas de la locomotion Moelle épinière capable d engendrer à elle seule(sans structures supraspinales p ni afférences périphériques) des commandes rythmiques motrices organisées vers les muscles du tronc et des membres Réseaux de neurones: Central Pattern Generator (CPG) Mouvement stéréotypé, nécessite autres informations pour s adapter sadapter à l environnement changeant
La lamproie. Grillner 1991
Locomotion fictive
Les propriétés rythmiques du réseau excitation MN G contraction G excitation neurones CC gauches inhibition neurones demi centre oit relachement à droite excitation neurones latéraux gauche inhibition retardée des MN uches relâchement à gauche fin de l inhibition à droite
Existence de CPG Mise en activité sans liaison avec les structures supérieures ni afférences sensorielles Rythme autonome non dépendant du stimulus Provient des propriétés structurelles du réseau
28/11/2007 Chat Spinal (Forrsberg, 1980)
Le rôle des structures supérieures Chat thalamique (ablation cortex) marche, évite obstacle, différentes allures nimal spinal nimalmediopontiquemediopontique trigéminal nimal décérébré transrubrique nimal mésencéphalique nimal thalamique
Chat mésencéphalique (section niveau tronc cérébral) difficulté créer des patterns sauf si on stimule une zone précise: «la région locomotrice mésencéphalique»(rlm) Contrôle supérieur
Le rôle des afférences sensorielles Rôle si perturbations externes Changement du pattern (angle d extension dextension de la hanche) Activation i boucles courtes (FNM, OTG, cutanées) et longues faisant intervenir le cervelet Voie spino cérebelleuse dorsale état du système Voie spino cérébelleuse ventrale copie
Activation du cerveau en passant par région motrice mésencéphalique et formation réticulée Copie au cervelet voie spino cérébelleuse ventrale Contrôle spino spinale et spino cérébelleux dorsal Rectification par le cervelet
Chez l homme? Mouvement durant le sommeil Réflexe de marche chez le nouveau né
Dimitrijevic et al.,1998
LES MOUVEMENTS INTENTIONNELS
Différents types Simple vs complexe : nombre d articulations en jeu Discret vs rythmique Lent vs rapide Précis vs imprécis Ample vs limité Boucle ouverte vs boucle fermée Isométrique (force) vs isotonique (déplacement)
Trois classes de mouvement Balistique Rapide avec freinage Lent, poursuite ou en rampe
Le cas du mouvement simple isotonique: flexion du coude Caractéristiques cinématiques et électromyographiques
Caractéristiques cinématiques Courbe de vitesse en cloche, symétrique/ vitesse maximale Invariance de la symétrie dans des conditions de vitesse et damplitude d amplitude différentes Structure temporelle du mouvement FIXE suggère l existence d un «programme de contrôle»unique
Caractéristiques électromyographiques 3 éléments: bouffée initiale du muscle agoniste, bouffée du muscle antagoniste, bouffée finale du muscle agoniste «le pattern triphasique»
Le pattern triphasique Bouffée initiale agoniste: contrainte temporelle contrôle uniquement en amplitude absence b contrainte temporelle contrôle surtout en durée Bouffée finale agoniste: Amortissement des oscillations terminales
Le pattern triphasique Bouffée du muscle antagoniste précède le pic de vitesse précocité en fonction de la rapidité du mouvement apparaît à partir d un seuil Origine réflexe ou centrale? Forget et Lamarre (1987): chez animale déafférenté, cette bouffée n est plus en phase
Quel mode de contrôle? Deux conceptions Commande cinétique: contraction en fonction du calcul l du moment musculaire nécessaire au mouvement (position initiale position finale). Prise en compte des propriétés inertielles du segment et des forces externes en jeu
La théorie du point d équilibre Feldman (1986), Bizzi (1992) Appelé modèle «masse ressort» Représentation interne de la position d équilibres articulaires i
La théorie du point d équilibre Forces exercées par les muscles agonistes et antagonistes s opposent. Un point d équilibre est atteint lorsque leur somme s annule. Lien entre la position du segment et point d équilibre Lien perturbé en fonction des forces externes en présence
Bizzi et al. (1979) Singe déafférenté Bras caché Perturbation pointage correct Prédiction de la théorie du point d équilibre
Les arguments contre le point d équilibre Perturbation par centrifugation du corps (Coello, 1996) Ajout d une masse sur le bras (Atkeson et Hollerbach, 1985) Mouvement imprécis Mouvement ne change pas En désaccord avec la théorie du point d équilibre Théorie met en avant les propriétés élastiques de l ensemble du groupe musculaire mis en jeu
Le mouvement simple isométrique à l encontre d une dune surface rigide ou d un dun autre segment Mode impulsionnel: niveaudeforceà atteindre Mode impulsionnel i lsuivi ide maintien: i plateau de force maintenu Idem mouvement ti triphasique, i courbe de vitesse en cloche Bizzi suggère la définition d un point d équilibre
Le mouvement pluri articulaire Un nombre important de possibilités: notion de degrés de liberté d un mouvement Exemple pour le bras (3 ddl épaule, 2ddl coude, 2 ddl poignet) Bernstein (1967): le ( ) snc limite le nombre
Etudes des mouvements planaires
Notion de point de travail: «point du membre devant atteindre la cible» Trajectoire rectiligne alors que mouvements articulaires curvilignes Hypothèse: contrôle du point de travail par programmation du snc Rapports d angle entre les articulations restent identiques si l amplitude du
Hypothèse des modes de contrôle Cinématique inverse: contrôle des commandes des mouvements articulaires individuels qui par combinaison assure la trajectoire du point de travail 2 Dynamique inverse: dsuppose x l existence Forces = masse modèles internes 2 dt d 2 α moments = Minertie 2 dt
Rôle des afférences sensorielles Fonction liée à l atteinte du but de la tâche Fonction liées au contrôle en cours d action: daction: origine musculo tendineuse origine cutanée origine visuelle
Déafférentation sensorielle Mouvement appris possible Difficulté à apprendre mouvement Problème si conditions initiales varient Difficulté à maintenir la position Bizzi et al., 1979
Rôle des afférences visuelles pour le contrôle du mouvement Prablanc (1979): précision diminue si absence de vision de la main au départ du mouvement Desmurget (1997): idem si la cible est l autre main (point d atteinte datteinte proprioceptif) Rossetti (1995): fausse la position initiale de la main par des prismes erreur de pointage Les informations visuelles participent au contrôle de l action durant TOUT le
Posture, équilibre et mouvement Ajustements posturaux correctif: rétro actif via les voies sensorielles Ajustements Posturaux Anticipateurs: limiter les perturbations consécutives à une perturbation à venir, contrôle proactif.