Limites & Perspectives

Tout d’abord, la transversalité des résultats reste à certifier car le contexte expérimental engendre, par définition, des modifications comportementales. De plus, certes, le paradigme de la plateforme translationnelle sert aujourd’hui nombre de chercheurs pour l’étude de la posture ; mais nous souhaitons souligner que cette méthode expérimentale perturbante reste somme toute, comme les autres, relativement éloignée d’une validité écologique.

Par-ailleurs, l’utilisation de notre plateforme mobile permettait le contrôle efficace des paramètres des perturbations posturales que subissent les sujets (directions, vitesses, accélérations,.), comme en témoigne d’ailleurs la reproductibilité des données chez un même sujet. Elle permettait aussi de générer des perturbations suffisamment rapides pour provoquer des chutes. De plus, elle n’impliquait que relativement peu de contraintes sur la réponse posturale, tout en provoquant des perturbations de manière imprévisible. Cependant, certains points liés au matériel utilisé viennent nuancer ce bilan positif et mériteraient d’être améliorés. Nous aborderons également les modifications qu’il est possible d’apporter au protocole en termes de procédure expérimentale (port du harnais, consignes,…) ou de paramètres mesurés/calculés. L’ensemble soulève les limites de ce travail dont nous avons conscience, et fournit des pistes pour les recherches futures.

Matériel 

- Déplacement sur des coussins d’air ou plaque sous le plateau (aluminium) pour réduire les déviations de trajectoire; Changement de direction non manuel (impose un délai temporel, nuit à l’imprédictibilité) ; Mesures pour une « solidité chronique » du matériel

- Données d’entrée de la perturbation: augmentation des limites imposées, telles que la vitesse de translation ; Asservissement de l’appareil et Contrôle des paramètres d’entrée en accélération/jerk - Augmentation de la taille du plateau

- Plateau vibrant lors de la mise sous tension : les données fournies par l’accéléromètre montrent des vibrations verticales ou microdéplacements jusque 100 ms avant le PO mesuré par la position du marqueur posé sur le plateau; il reste à s’assurer que ces « micro-vibrations » n’étaient pas détectées par le sujet, de même que le bruit associé au lancement de la platforme.

Protocole  

Harnais : un paramètre qui pourrait avoir exercé un biais dans les réponses observées réside dans le fait que le sujet soit harnaché. Comme nous l’avons expliqué, certains sujets prenaient appui de manière abusive sur le harnais voire éliminaient toute réponse posturale. A l’avenir, il serait d’abord intéressant de placer un capteur de pression sur le harnais, afin d’évaluer les contraintes exercées à ce niveau et identifier le moment exact où celui-ci « sert » au sujet pour se rattraper. Pour des raisons de sécurité le harnais devait stopper la chute au plus tard 550 msecs après le début de la perturbation posturale. Il restait donc un intervalle de temps limité, après le début de la chute pour étudier les stratégies mises en place pour le sujet. Ce dispositif ne permettait pas ou peu d’évaluer les réactions spécifiques à la préparation de l’atterrissage ; probablement mises en jeu dans un second temps. A terme, nous pensons donc porter notre investigation sur des situations particulières au cours desquelles la chute est réelle sans qu’elle mette toutefois le sujet en danger, le plaquage au rugby par-exemple.

contrôle de la position initiale (position de la tête, des bras,...), vérification de l’interprétation subjective des consignes,. L’ajustement de l’intensité de la perturbation aux caractéristiques du sujet, notamment en termes de poids/taille pourrait être intéressante. Enfin, la perturbation se caractérise aussi par une décélération, dont on n’a pas étudié l’effet ici. Or une autre réponse est susceptible d’apparaître (telle qu’une RPA dans les antagonistes, cf. McIlroy et Maki 1994)

Mesures et tests complémentaires 

Variabilité individuelle

Anxiété Contrôle du niveau d’anxiété ; anxiété-trait ; sujet sujet au startle ?

Fatigue Contrôle de la fatigue (et/ou évaluation de l’effet), sachant qu’elle peut être physique, mentale ou émotionnelle

Présupposés Présupposés du sujet, expérience,. Intentions  Entretien, Pénalités,. Stabilité Tests cliniques /équilibre, latéralité,.

Etude pilote pour ajuster le niveau de perturbation Stratégie

individuelle

Evaluation du style perceptivo-moteur Identification de la préférence sensorielle

Mesures complémentaires

EMG Contraction maximale volontaire et normalisation

EMG sur le masseter pour les startle, sur les TFL pour le médiolatéral Co-contraction

Synchronisation/Domaine de fréquence des EMG (ex: startle,10-20 Hz) Placement des EMG //condition médiolatérale

Dynamique Plateforme de Force Cinématique « Anchoring index »

Analyse en Composantes Principales Entrées

visuelles

Oculomètre pour étudier le mouvement des yeux (couplage avec déplacement de la tête) ; Enregistrements vidéonystagmographiques

Modélisation du flux optique

Emotions Système nerveux autonome : conductance de la peau, fréq. cardiaque Enregistrement sonore (cris)

Etudes - « Contrôle »

Entrées sensorielles

Yeux fermés ; Vision stabilisée Collier cervical ; Chaussures de ski Tapis de mousse

Effet du Tonus musculaire

Des propositions ont émergé suite à la phase expérimentale pour contrôler le tonus. Ex : demander au sujet de se contracter beaucoup avant et/ou pendant l’essai, ou inversement d’être « le plus mou » possible. Il serait également

intéressant de comparer l’état de contraction tonique avant et après chaque essai ; mais aussi dans les 1ers essais et la suite. Dans le même ordre d’idées, un effet de la fatigue (quel effet sur le tonus ?) peut être un facteur d’influence en fin d’expérience (comparaison début/fin expérimentation).

Contribution des bras

Le rôle des bras pourrait être mieux appréhendé en comparant les réponses posturales lors d’une condition bras libres (non contrainte) vs. bras bloqués.

Tableau 12 : Perspectives de mesures et tests complémentaires

Sujets 

Un plus grand nombre de sujets et un nombre d’essais plus important par sujet auraient été souhaitable. Par-ailleurs, nous avons noté une large variabilité inter-individuelle; suscitant la question de savoir si LE sujet “moyen”, représentatif, existe et si oui, comment le recruter. Les essais des chuteurs permanents ont été délibérément mélangés à l’échantillon global; mais il était possible de faire un autre choix : les exclure ou conduire une analyse spécifique. Est-il possible de prédire, et si oui, sur la base de quelles variables, la

réaction de ces sujets « atypiques » De plus amples analyses permettraient de déterminer un facteur

discriminatif, s’il existe, en ajustant la composition de l’échantillon. Il faut rappeler cependant qu’il n’y avait pas de modification de la consigne, le sujet était donc constant dans le temps ; à ce titre, un suivi

longitudinal pourrait aussi être intéressant. Néanmoins, toutes proportions gardées, étant donnée la variabilité propre aux essais sur l’Homme, un autre échantillon donnerait potentiellement les mêmes résultats. Enfin, mon souhait initial était de travailler auprès de personnes âgées mais l’obstacle au transfert en milieu clinique a notamment résidé dans la nécessité de créer une perturbation sécurisée et parfaitement contrôlée par le dispositif.

Objectifs du Chapitre

La construction d’un modèle

mécanique personnalisé à partir de radiographies 3D non invasives du corps entier nous a permis, par une comparaison avec les données expérimentales, d’évaluer la contribution des propriétés

biomécaniques en jeu pendant les perturbations posturales, et de vérifier l’existence d’une phase précoce « passive ».

Introduction

La partie expérimentale a consisté à faire passer 25 sujets sur une plateforme mobile et à recueillir les caractéristiques cinématiques et électromyographiques de chacune de leurs réponses posturales. Les observations montrent que la perturbation est immédiatement suivie d’une phase précoce qualifiée de « passive ». Les segments, d’abord immobiles, initient successivement et selon un ordre disto-proximal, un déplacement, très reproductible d‘un essai à l’autre au niveau intra-individuel. Cette absence de variabilité nous a conduit à émettre l’hypothèse que le comportement induit par la perturbation est en première instance strictement mécanique. De plus, les activités musculaires enregistrées dès 60-70 ms n’exercent aucune influence initialement, discernable du moins dans l’analyse cinématique. Ces contraintes spatio-temporelles subies par le corps et dues à l’impulsion sont à notre connaissance peu décrites dans la littérature, alors même qu’elles réduisent le temps disponible pour réagir avant qu’il ne soit trop tard. En effet, le sujet peut se trouver en situation de pression temporelle, voire de crise, si le temps disponible devient insuffisant par-rapport au temps nécessaire pour mener à leur terme les réactions rééquilibratices. La chronométrie de la chute est ainsi affectée par la biomécanique du corps.

Dans ce chapitre, nous souhaitons vérifier l’existence de cette phase précoce passive et valider l’hypothèse d’un comportement mécanique du corps dans cette phase initiale en modélisant le corps humain par un modèle à segments rigides. Nous émettons l’hypothèse que si cette observation est vérifiée, le comportement du modèle mécanique sera proche de nos données expérimentales pendant les premières dizaines de millisecondes qui suivent la perturbation.

La première étape du travail a consisté, pour retenir et construire un modèle numérique approprié, à réaliser un état de l’art des modèles humains mis au service de l’étude du contrôle postural. Au-regard

Modélisation de la Chute

3