Les diffrents types de mouvements Rflexes automatiques et

Les différents types de mouvements Réflexes, automatiques et intentionnels

Références utilisées

Rappels �Définition des muscles activés, ordre (coordination), temps, intensité � 570 muscles striés , 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

Les différents types �Actifs versus passifs �Réflexes , automatiques, intentionnels �Déclenchés par un stimulus versus auto-initiés

Les mouvements réflexes �Définition « 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 apprentissage

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 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 èNotion de servo mécanisme assurant rétrocontrôle de la longueur du muscle èMaintien 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 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 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 tendineux de Golgi �Fibres Ib inhibition du muscle homonyme excitation des muscles antagonistes � 1ère 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) �Brêve latence, invariants spatio-temporels.

Définitions �Certains mouvements attentionnels au départ deviennent automatiques par apprentissage stimulus extérieur

Introduction Leakey, 1972 Coppens, 1991 Marey, 1888 Donker et al. , 2002 Asimo- Honda, 2004

Introduction Bril, 2000 Cochran, 1982

Le cas de la locomotion �Moelle épinière capable d’engendrer à elle seule(sans structures supraspinales 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 à l’environnement changeant

La lamproie. Grillner 1991

Locomotion fictive

Les propriétés rythmiques du réseau 1/ excitation MN G contraction G 2/excitation neurones CC gauches inhibition neurones demi centre droit relachement à droite 3/excitation neurones latéraux gauche inhibition retardée des MN gauches relâchement à gauche fin de l’inhibition à droite 4/ activation des neurones excitateurs droits contraction 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

Chat Spinal (Forrsberg, 1980) 20/02/2021

Le rôle des structures supérieures �Chat thalamique (ablation cortex) marche, évite obstacle, différentes allures 1 Animal spinal 2 Animal mediopontique trigéminal 3 Animal décérébré transrubrique 4 Animal mésencéphalique 5 Animal thalamique 6 Animal décortirqué

�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 de la hanche) �Activation boucles courtes (FNM, OTG, cutanées) et longues faisant intervenir le cervelet �Voie spino cérebelleuse dorsale état du système �Voie spino cérébelleuse ventrale copie identique des motoneurones

�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

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 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: Contrôle en durée et en amplitude �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 avec le pic de vitesse

Quel mode de contrôle? �Deux conceptions �Commande cinétique: contraction en fonction du calcul du moment musculaire nécessaire au mouvement (position initiale-position finale). Prise en compte des propriétés inertielles du segment et des forces externes en jeu �Théorie du point d’équilibre

La théorie du point d’équilibre Feldman (1986), Bizzi (1992) �Appelé modèle « masse-ressort » �Représentation interne de la position d’équilibres articulaires

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

Le mouvement pluri articulaire �Un nombre important de possibilités: notion de degrés de liberté d’un mouvement �Exemple pour le bras (3 ddl épaule, 2 ddl coude, 2 ddl poignet) �Bernstein (1967): le snc limite le nombre de ddl

Etudes mouvements planaires