Plan normal à l’axe transversal, il rallèle au plan médian.
4. SYNTHESE & OBJECTIFS GENERAU
Nous disposons d'un système de contrôle postural complexe, qui fait interagir de nombreuses ressources pour le maintien de l'équilibre. Avec l'évolution s'est développée une capacité à réorganiser l'action en fonction d'évènements imprévus (Berthoz, 2008). Ces processus de correction font intervenir une mémoire du passé, une faculté à prédire, à simuler une action future,… Les récepteurs sensoriels permettent aussi de mesurer les variables pertinentes pour la survie de l'espèce. Ainsi, s'il bute sur une marche, les récepteurs vestibulaires du jeune enfant s'activeront, excitant les voies réflexes vestibulo-spinales qui engendreront des réajustements posturaux (de type redressement de la tête et du corps); associés quelques millisecondes plus tard à un réflexe proprioceptif déclenché par les récepteurs proprioceptifs cervicaux. La conjoncture des décharges (capteurs tactiles et variations de pression, FNM sensibles à la vitesse d'étirement, accélérations de la tête,.) permet d'informer précocément et précisément le système nerveux sur la nature du déséquilibre. Le rattrapage postural se caractérise par sa vivacité, comme le révèle l'étude des stratégies compensatoires. Il l'est d'autant plus que nous
disposons d'un répertoire de réactions posturales "prêtes à l'emploi"; ces synergies sont des réactions stéréotypées, déclenchées par des configurations particulières de signaux sensoriels. On perçoit ici le rôle clé de ces capteurs, à la fois détecteurs et déclencheurs, dont l'information, vestibulaire par exemple, n'est pas seulement un signal mais aussi un signe (Berthoz, 2008)
Comment un système aussi perfectionné échoue-t-il parfois à sa mission de stabilisation,
i.e. à sa fonction cible définie par "le maintien de l'équilibre debout" ?
d’après Pr. Y. Péréon « un mode de contrôle stéréotypé », in Physiologie de l’équilibre (DU Rééducation de l’équilibre)
Nous avons montré, au cours de ce premier chapitre en quoi la Chute est un problème … - pour l'Homme (cf. phylogénèse),
- pour l'Homme en devenir (éclairage de l'ontogénèse),
- pour l'Homme d'aujourd'hui (placé dans un contexte de modernité, passager debout dans les transports en commun, accidents de la vie courante, …)
- et pour l'Homme de demain (considérant le vieillissement de la population).
Le système postural peut être mis en défaut si une "défaillance" survient dans la chaîne sensori-motrice. Les facteurs impliqués dans le mécanisme de la chute peuvent être d'origine extrinsèque (comme une perturbation trop importante) ou intrinsèque (comme une pathologie provoquant des troubles de l'équilibre). D’un point vue expérimental, nous avons travaillé sur une population jeune et saine, afin d’écarter les facteurs intrinsèques liés à l’âge ou la pathologie pouvant favoriser l’apparition d’une chute, et d’analyser plus particulièrement la chaîne de traitement impliquée dans le maintien d’un équilibre stable. En recréant le scénario susceptible de provoquer une chute (perturbation externe imprévisible), nous souhaitons, par la quantification de la sortie motrice, inférer les mécanismes sous-jacents: au niveau sensoriel (première étude), central (troisième étude) mais aussi évaluer le rôle des propriétés mécaniques du "corps en mouvement" (deuxième étude). Nous émettons l'hypothèse que tout se joue en phase précoce, dans les 500 premières millisecondes suivant la perturbation.
Pour atteindre notre objectif visant à identifier les mécanismes neurophysiologiques, biomécaniques et cognitifs mis en jeu pendant la chute, ce travail est composé de trois études :
• La première étude est une analyse globale de la phase précoce d’une chute (soit les quelques centaines de millisecondes précédant l’impact), afin d’évaluer la capacité du sujet à réagir à une perturbation imprévue : « Quelles sont les stratégies de réponse posturale mises en œuvre, comment s’opère la
sélection d’une stratégie, à partir de quels critères est-elle choisie et pour quelle latence de déclenchement, qu’est ce qui assure leur opérationnalité et garantit le rattrapage et/ou une protection efficace?,. ». Ce sont autant de
questions qui nous ont conduit à mener ce premier travail. Cette première étude se propose de mettre en évidence des réactions posturales différentes selon l’intensité de la perturbation administrée par translation soudaine de la surface de support, afin d’explorer les mécanismes d’intégration sensorielle sous-jacents, censés permettre au sujet de différencier les perturbations posturales où la chute est hautement improbable de celles ou elle est inévitable.
A partir des résultats observés dans cette étape initiale, nous avons décliné deux axes de travail : • La deuxième étude présentée est une modélisation de la réponse posturale afin d’explorer la
contribution relative de propriétés biomécaniques passives et des synergies musculaires actives en jeu pendant la chute : « Quelle est la chronologie de la chute après perturbation de la posture debout ? quel
scénario, s’il existe conduit à une chute ? Quelle est la contribution des facteurs biomécaniques dans la réponse posturale ? Dans quelle mesure un modèle mécanique est-il apte à prédire la réponse réelle à la perturbation ? »
Grâce à la construction d’un modèle mécanique personnalisé, cette deuxième étude consistait à comparer les résultats expérimentaux « réels », obtenus à l’aide d’un dispositif asservi pour provoquer des chutes de plain-pied et sécurisées par un harnais avec une réponse théorique prédite et « simulée » à l’aide du modèle. Elle a permis de confirmer la présence de délais temporels irréductibles, source de contraintes spatio-temporelles à l’expression complète d’une réponse posturale.
• La troisième étude est une investigation des facteurs cognitifs impliqués dans le contrôle sensori- moteur et en particulier lors d’une chute à l’aide du paradigme de double-tâche. Après avoir mis en évidence l’existence d’une phase balistique pendant la chute d’une durée équivalente à la moitié du temps disponible avant que l’impact ne se produise, notre questionnement s’est effectivement orienté vers le traitement de l’information lors de cette phase pour gérer la crise temporelle qui s’ensuit. « Dans le cas d’une perturbation externe importante pour laquelle il est nécessaire de réagir rapidement, la
réponse est-elle automatique ? Dans quelles proportions la tâche posturale peut devenir « exigeante » en ressources attentionnelles ? Existe t-il une phase au-cours de laquelle la réponse serait automatique et une augmentation de la contribution corticale au fur et à mesure du temps qui nous sépare de la perturbation initiale ? est ce que cette contribution augmente également lorsque les capacités d’équilibre du sujet sont limitées à cause d’un vieillissement normal ou pathologique ? »
Objectif du Chapitre
Nous subissons tous les jours d’innombrables perturbations de l’équilibre mais le facteur clé qui déterminera si l’une d’elles conduira à une chute, c’est notre capacité ou non à retrouver une forme de stabilité. Dans ce travail, l’objectif était de défier sévèrement le contrôle postural à l’aide d’une perturbation extérieure imprédictible, de façon à isoler les stratégies de réponses protectives, évaluer leur efficacité et qualifier le rôle des ressources sollicitées comme les systèmes sensoriels.
La première étape de mon travail, qui va être exposée dans le chapitre suivant, est une étude expérimentale. Elle a consisté à analyser les réponses durant les 500 millisecondes postérieures à une perturbation externe, afin de décrypter les indices biomécaniques et/ou neurophysiologiques prédicteurs d’une chute. Le cadre dans lequel se place cette étude est résumé par la figure suivante (adaptée de Robert, 2006)