Imagerie#motrice#visuelle#vs.#kinesthésique.
L’imagerie motrice explicite se définit en fonction du type de modalité sensorielle sur laquelle on s’appuie pour simuler le mouvement. En fonction des consignes données, l’imagerie peut être visuelle, kinesthésique, auditive, olfactive, tactile, ou un mélange de plusieurs modalités sensorielles. Dans le cadre de ce travail, nous nous intéressons plus particulièrement à l’imagerie kinesthésique et visuelle et n’aborderons donc pas les autres types d’imagerie. L’imagerie motrice visuelle implique de visualiser l’action, soit dans une perspective interne (à la 1ère personne) ou externe (à la 3ème personne). Dans le cas d’une imagerie motrice visuelle interne, la personne visualise la scène comme si elle était dans l’action. Par exemple, je m’imagine pendant un match de hand-ball, sur le terrain, face au but. Je vais donc visualiser la scène du but, les défenseurs autour de moi, la position du gardien et repérer l’espace où tirer. Lorsque l’imagerie motrice visuelle (IV) est externe, la personne est spectatrice de son action ou de l’action d’autrui. Autrement dit, elle voit quelqu’un (autrui ou elle-même) en train de réaliser l’action. Dans l’exemple précédent : je me vois en train de tirer au but comme si j’étais assise sur le banc des remplaçants.
L’imagerie motrice kinesthésique (IK) est exclusivement interne. Il s’agit de s’imaginer en train d’agir en se focalisant sur les sensations (incluant la force mais aussi l’effort perçu pendant le mouvement) et les contractions musculaires qu’on éprouverait si on réalisait physiquement l’action. Bien que ces deux types d’imagerie s’appuient sur le système sensorimoteur, les données en neuroimagerie montrent que ce dernier est bien plus sollicité lors de l’IK par rapport à l’IV, qui reposerait davantage sur les régions cérébrales dédiées à la vision (Guillot et al., 2009 ; Jackson et al., 2006; Neuper et al., 2005; Ruby & Decety, 2003 ; Solodkin et al., 2004; Stinear et al., 2006). L’IK est très proche structurellement et fonctionnellement d’une action réellement exécutée et génère une image par essence motrice.
De nombreux travaux ont montré les fortes similitudes fonctionnelles et structurelles entre le mouvement volontaire et sa simulation mentale, validant l’hypothèse défendue par Marc Jeannerod. Néanmoins, nous verrons à travers les résultats expérimentaux rapportés dans les paragraphes suivants que cette similarité n’est pas parfaite. Si imagerie et exécution motrices partagent un certain nombre de mécanismes, il existe toutefois des différences entre les deux.
La chronométrie mentale. Le premier argument nous vient d’études comportementales mettant en évidence une isochronie (équivalence temporelle) entre mouvements exécutés et simulés mentalement, et ce pour une large variété d’actions (Barr & Hall, 1992; Calmels et al., 2006; Decety & Michel, 1989; Decety & Jeannerod, 1996; Gentili et al., 2004; Guillot et Collet, 2005a ; McIntyre & Moran, 1996; Munzert, 2002; Papaxanthis et al., 2002, 2012; Personnier et al., 2008, 2010; Zapparoli et al., 2013). Par exemple, Decety et Michel (1989) montrent que les temps requis pour écrire et simuler mentalement l’action d’écrire sont très proches. De même, les temps recueillis lorsque des sujets simulent leur propre action sans consigne particulière montrent que, l’imagerie motrice obéit aux mêmes lois que le mouvement (Cerritelli et al., 2000; Decety & Jeannerod, 1996; Papaxanthis et al., 2002, 2003; Pozzo et al., 1998; Sirigu et al., 1996) et respecte spontanément les contraintes biomécaniques du corps (Frak et al., 2001; Maruff et al., 1999; Petit et al., 2003). Cependant, cette équivalence temporelle n’est pas parfaite. On constate souvent une sur-estimation (Cerritelli et al., 2000; Orliaguet and Coello, 1998) ou une sous-estimation (Collet et al., 1999; Hanyu and Itsukushima, 1995, 2000; Reed, 2002) des durées d’actions simulées. Un
certain nombre de facteurs viennent en effet influencer la formation de l’image mentale, tel que le niveau d’expertise et les capacités d’imagerie, la complexité et la nature des actions concernées ou encore les contraintes environnementales (voir Guillot & Collet, 2005b ou Guillot et al., 2012, pour des revues).
Les indices physiologiques périphériques. Un autre argument en faveur de l’hypothèse de similarité fonctionnelle entre pratique réelle et simulation motrice est que toutes deux provoquent des réponses électrodermales, cardiaques et respiratoires analogues (Decety et al., 1991 ; Deschaume-Molinaro et al., 1992; Guillot et al., 2003 ; Roure et al., 1998, 1999 ; voir aussi Guillot & Collet, 2005b pour une revue). Par exemple, dans une expérience de réception de service en volley-ball, Roure et collaborateurs (1998) ont enregistré une diminution de la résistance cutanée lors de l’imagerie mentale, similaire à celle observée en pratique réelle. Ces résultats ont été confirmés par Oishi et al. (2000) pour une course de vitesse en patinage sur glace. L’activité neurovégétative, considérée comme un modèle inférentiel du fonctionnement du SNC serait un témoin indirect de l’activité corticale. Elle renseigne sur l’effort mental investi lors de la simulation motrice. En effet, le système nerveux autonome interviendrait en même temps que la planification et la programmation du mouvement afin de préparer le corps à l’action à venir. Le fait que l’imagerie motrice déclenche également des réponses autonomes est donc une preuve supplémentaire de l’activation des mêmes processus et représentations sensorimotrices que dans la situation d’exécution réelle.
Les indices neurophysiologiques. Les données neurophysiologiques obtenues grâce aux techniques d’imagerie cérébrale comme la tomographie par émission de positons (TEP) ou l’IRMf viennent confirmer les données précédentes. Les chercheurs ont montré que la simulation mentale d’une action implique des structures corticales et sous-corticales similaires à celles sollicitées lors de sa production réelle (Decety et al, 1994; Ehrsson et al., 2003 ; Gerardin et al., 2000; Guillot et al., 2008, 2009; Hanakawa et al., 2003, 2008; Lotze et al., 1999 ; Roth et al., 1996; Solodkin et al., 2004; Stippich et al., 2002; voir aussi Hétu et al., 2013 pour une revue). IM et pratique réelle activent des régions situées dans le lobe pariétal inférieur et supérieur, le cortex prémoteur, les aires motrices supplémentaires et primaires, ainsi que les ganglions de la base et le cervelet. Cependant, si l’on veut être précis, on parlera
au niveau pariétal, on trouve plutôt une activation de la partie caudale pour l’imagerie et rostrale pour l’exécution réelle. On observera l’inverse pour le cortex prémoteur, avec une activation rostrale pour l’imagerie versus caudale pour l’exécution motrice (Gerardin et al., 2000; Lotze et al., 1999; Tyszka et al., 1994). En outre, si les données sont plutôt en accord sur l’activation en imagerie motrice des aires cérébrales normalement engagées dans la planification et la programmation motrice, les résultats sont plus controversés concernant le cortex moteur primaire (voir Lotze & Halsband, 2006; Lotze and Zentgraf, 2010; Hétu et al., 2013, pour des revues). Ces discordances pourraient notamment être liées aux consignes d’imagerie données aux participants ou aux techniques d’enregistrement utilisées (Sharma et al., 2006). En effet, les études récentes utilisant des scanners aux résolutions spatio- temporelles plus élevées parviennent à montrer une activation significative du cortex moteur, bien qu’elle soit beaucoup moins forte que lors de l’exécution réelle du mouvement (Ehrsson et al., 2003). L’activation ou non de M1 dépendrait aussi de différences inter-individuelles telles que le niveau d’expertise ou les capacités d’imagerie (Lotze and Zentgraf, 2010). La participation du cortex moteur primaire pendant l’imagerie motrice semble être confirmée par les études en TMS. Plusieurs travaux montrent que l’imagerie motrice modulait systématiquement l’excitabilité du système corticospinal (Abbruzzese et al., 1999; Fadiga et al., 1999; Hashimoto & Rothwell, 1999).
Études cliniques. Les études chez des patients atteints de lésions cérébrales sensorimotrices montrent que les troubles observés au niveau moteur sont également présents lorsque les personnes simulent mentalement des actions. Par exemple, la capacité à simuler un mouvement est affectée chez des patients atteints de lésion du cortex pariétal (Sirigu et al., 1996) ou du cervelet (Kagerer et al., 1998). De même, on retrouve les mêmes déficits dans le cas de l’imagerie ou l’exécution motrice chez des patients atteints de lésions du cortex moteur primaire (Sirigu et al., 1995) ou bien chez des parkinsonien (Dominey et al., 1994). Cependant, les études cliniques font aussi émerger des différences entre simulation et production motrice. Par exemple, Johnson et ses collaborateurs montrent que des patients hémiplégiques parviennent à simuler normalement des mouvements du membre paralysé (Johnson, 2000; Johnson et al., 2002b).
Pratique#mentale#et#Performance#motrice.#
La mise en évidence d’une similarité fonctionnelle et structurelle entre imagerie et exécution motrice a tout naturellement amené les chercheurs à s’intéresser au potentiel de l’imagerie motrice pour améliorer la performance motrice. On parle de pratique mentale lorsqu’elle est utilisée dans le cadre d’un entraînement. La pratique mentale est donc le fait de répéter mentalement plusieurs fois une action dans le but d’en améliorer l’exécution (Jackson et al., 2001). Elle a d’abord été expérimentée dans le domaine sportif (voir l’ouvrage de Morris et al., 2005) ou dans des tâches de laboratoire (Pascual- Leone et al., 1995 ; Yue and Cole, 1992 ; Jackson et al., 2003), avant d’être testée en rééducation fonctionnelle avec des patients présentant des troubles moteurs sévères (voir Braun et al., 2013 ou Malouin et al., 2013 pour des revues). Dans le domaine clinique, la majorité des études comparant un programme classique vs. programme incluant de la pratique mentale a été réalisée avec des patients AVC en phase chronique, et dans une moindre mesure avec des patients parkinsoniens et des personnes atteintes de la sclérose en plaque (Braun et al., 2013). Par exemple, Page et collaborateurs (2009) ont comparé les effets de séances de pratique mentale chez des patients qui suivaient une thérapie par contrainte induite. En complément des séances de pratique physique, cette thérapie participe au travail de récupération de la fonction motrice. Elle consiste à immobiliser le membre sain plusieurs heures par jour pour ’’obliger’’ le patients à utiliser son membre lésé. L’étude était réalisée sur 10 semaines, avec 10 patients AVC en phase chronique, dont la lésion avait atteint la fonction du membre supérieur. Le membre sain était immobilisé 5 jours par semaine pendant 5 heures, 3 fois par semaine. Ils avaient également des séances de pratique physique de récupération fonctionnelle, où ils s’entraînaient à réaliser des gestes de la vie quotidienne. Juste après les exercices physiques, la moitié des patients avaient 30 minutes de pratique mentale (ils répétaient mentalement les mêmes gestes pratiqués physiquement juste avant). Deux tests couramment utilisés ont permis d’évaluer les fonctions du membre supérieur : le Fugl-Meyer et l’Action Research Arm. Les résultats montrent clairement des scores supérieurs aux deux tests pour le groupe dont le programme intégrait de la pratique mentale par rapport au groupe qui n’en avait pas. Cette étude montre donc, sur un petit nombre de sujets ayant une déficience motrice modérée des suites d’un AVC, que la pratique mentale d’activités de la vie quotidienne peut améliorer la performance motrice et fonctionnelle du membre supérieur au-delà de ce que permet la thérapie par contrainte induite.
À notre connaissance, seule une étude a examiné le potentiel de la pratique mentale avec des patients dont la main était immobilisée plusieurs semaines suite à une opération chirurgicale (Stenekes et al., 2009). Dans cette étude, 12 patients suivaient un programme d’imagerie motrice kinesthésique 4 semaines après leur intervention (période post-opératoire active). Ils réalisaient 8 sessions de pratique mentale par jour pendant 2 semaines. Une session consistait à répéter mentalement 10 fois des mouvements de flexion/extension des doigts. Entre chaque session ils réalisaient physiquement le mouvement. Treize autres patients bénéficiaient d’un programme classique et constituaient le groupe contrôle. Des tests évaluant la fonction motrice de la main ont été réalisés à la fin du programme. Les auteurs n’obtiennent pas d’effets bénéfiques des séances de pratique mentale. En effet, les résultats obtenus ne montrent aucune différence significative entre les sujets contrôles et ceux ayant effectué la pratique mentale dans le cadre de la rééducation. Les auteurs invoquent notamment un taux insuffisant de pratique mentale, ainsi qu’un faible niveau de compliance des patients pour expliquer l’absence de résultats. Cet argument a également été rapporté dans une autre étude avec des patients AVC où la pratique mentale n’apporte rien de plus par rapport à une rééducation classique (Bovend’Eerdt et al., 2010).
Pratique mentale et modalité d’imagerie. Dans le cadre d’une réadaptation neurologique, compte tenu des données en neuroimagerie (voir paragraphe sur IK en début de chapitre), les auteurs préconisent l’utilisation d’une imagerie kinesthésique, plutôt que visuelle pour réactiver les circuits neuronaux et améliorer les fonctions sensorimotrices (Jackson et al., 2001 ; Mulder, 2007 ; Stinear et al., 2006). Pour autant, comme le soulignent Braun et al. (2013), à ce jour, aucune donnée expérimentale n’atteste de l’inefficacité (ou de l’efficacité moindre) de l’IV par rapport à l’IK pour améliorer la performance motrice chez des patients. La question de la modalité d’imagerie lors de la pratique mentale a déjà été posée dans des travaux en apprentissage moteur ou dans le domaine sportif (Féry, 2003; Guillot et al., 2004; Hardy and Callow, 1999; Toussaint & Blandin, 2010; White and Hardy, 1995). Les résultats sont assez controversés. Les travaux montrent que l’efficacité d’une pratique en IK n’est pas systématique. Dans certains cas, la pratique en IV serait davantage bénéfique. Par exemple, la pratique mentale en imagerie visuelle externe serait la plus avantageuse lorsqu’il s’agit d’apprendre à reproduire des mouvements bien précis (morphocinèses), comme la réalisation d’un kata, d’une séquence gymnique ou d’une forme graphique (Cadopi, 2005; Cadopi et al., 1997; Ille & Cadopi, 1999; Farahat et al., 2004; Féry,
2003 ; Goss et al., 1986; Hardy & Callow, 1999; White & Hardy, 1995). En revanche, dans d’autres études, l’imagerie kinesthésique serait davantage bénéfique dans l’apprentissage et/ou le perfectionnement d’habiletés en patinage artistique, karaté et gymnastique (Barr & Hall, 1992; Hardy, 1997; Hardy & Callow, 1999; Mumford & Hall, 1985; Rodgers et al., 1991). Certains auteurs ’’réconcilieraient’’ l’ensemble de ces études, montrant que dans le cas des activités morphocinétiques, une pratique en IV deviendrait de moins en moins bénéfique au profit de l’IK lorsque le niveau d’expertise augmente (Hardy & Callow, 1999; Isaac, 1992). Notons que cet argument a également été avancé dans une étude réalisée avec des patients AVC, stipulant qu’en fin de programme, lorsque les patients maîtrisent la pratique mentale et sont plus à l’aise avec l’IK, ils seraient bien moins dépendants de l’IV, et travailleraient plutôt en IK (Cho et al., 2012). En effet, selon certains auteurs, l’efficacité d’une pratique mentale dépendrait certes de la nature de l’habileté répétée, mais aussi beaucoup de facteurs individuels, tels que les capacités d’imagerie des participants (Guillot et al., 2004; Robin et al., 2007; Toussaint & Blandin, 2013).
La pratique mentale...Pourquoi ça marche ? Comme énoncé précédemment, d’après la théorie de la simulation motrice, et en lien avec les théories du contrôle moteur, l’imagerie motrice sollicite les mêmes représentations que celles mises en jeu lors de la production physique de l’action. Lorsque nous réalisons un mouvement, notre cerveau élabore une représentation de ce mouvement, puis conserve une trace de cette expérience en mémoire. Lorsque nous reproduisons à nouveau cette action, le système s’appuie sur cette mémoire pour programmer le mouvement. Plus nous répétons ce geste, plus cette mémoire se développe et devient précise. Dans le cas de la pratique mentale, cette mémoire sera tout autant accessible, les modèles internes simulant l’action sur la base des informations que nous possédons. Ainsi, comme lors de la pratique physique, au fur et à mesure des répétitions mentales, l’individu affine ces processus. La pratique mentale consisterait donc à réactiver une représentation sensorimotrice pré-existante, et a priori, ne fonctionnerait pas si le mouvement n’appartient pas déjà au répertoire moteur de l’individu (Dickstein & Deutsch, 2007; Mulder et al., 2004; Mutsaart et al., 2006).
En outre, des auteurs ont montré l’influence préalable de la réalisation physique de l’action sur l’efficacité de la pratique mentale (Toussaint & Blandin, 2010). Dans cette étude, des participants réalisaient une tâche de positionnement de la jambe avec ou sans vision du
ou visuo-kinesthésique. Les résultats indiquent clairement un lien étroit entre les conditions sensorielles de la pratique physique et l’efficacité d’une modalité d’imagerie par rapport à une autre. En effet, les participants s’améliorent davantage en imagerie visuelle lorsque, juste avant, ils ont réalisé physiquement le mouvement en le controlant visuellement. Par contre, dans le cas d’une pratique physique préalable sans contrôle visuel du membre, c’est l’imagerie kinesthésique qui se révèle plus efficace pour améliorer la performance. La pratique mentale serait donc plus efficace si on répète physiquement le mouvement juste avant, à condition de garder à l’identique la modalité sensorielle dominant la pratique physique et la modalité d’imagerie. Cette règle est d’ailleurs appliquée dans des études cliniques alternant pratique physique et pratique mentale dans une même séance, avec un ratio pouvant progressivement aller de 1 répétition physique pour 2 répétitions mentales jusqu’à 1 répétition physique pour 10 répétitions mentales (Crosbie et al., 2004; Malouin et al., 2004a, 2009; Tamir et al., 2007; Deutsch et al., 2012). Dans ce contexte, la pratique physique a pour but de ’’rafraichir’’ les sensations de la personne, afin que les images mentales restent bien vivaces.!
En résumé…
Dans ce chapitre, l’objectif était de définir la notion d’imagerie motrice, précisant les différentes formes d’imagerie que nous avons utilisées au cours de nos travaux (explicite vs. implicite, visuelle vs. kinesthésique). Il s’agissait également d’exposer les données expérimentales apportant la preuve que l’imagerie motrice utilise en partie les mêmes processus et partagerait les mêmes représentations que le mouvement réel… confirmant son intérêt lorsqu’on s’intéresse au fonctionnement central du système sensorimoteur. Dans deux autres volets de ce chapitre, nous avons alors abordé les enjeux de l’imagerie motrice à la fois pour évaluer le système sensorimoteur (imagerie motrice implicite) mais aussi comme outil en rééducation (imagerie motrice explicite) pour réactiver les circuits neuronaux dans le cas de déficiences sensorimotrices. Dans le cadre de ce travail, comme nous le verrons dans la partie experimentale suivante, le recours à des tâches d’imagerie motrice implicite nous permettra d’évaluer les effets de l’immobilisation d’un membre sur le fonctionnement du système sensorimoteur, tandis que des tâches d’imagerie motrice explicite seront utilisées comme technique possible de réactivation du système sensorimoteur après plusieurs heures de privation sensorimotrice.