THE ADAPTABILITY OF POSTURAL AND FOCAL MOTOR COMMANDS ASSOCIATED WITH DYNAMIC BILATERAL FORWARD REACH TASK (BFR) WHEN THE POSTURAL-KINETIC CAPACITY IS CONSTRAINED BY THREE TYPES OF FACTORS: THE CHANGE OF SUPPORT (UNIPODAL vs BIPODAL), POSTURAL DOMINANCE AND POSTURAL FATIGUE.
PROGRAMMATION DES AJUSTEMENTS POSTURAUX ASSOCIÉS À UNE TÂCHE DE POUSSÉE BILATÉRALE DYNAMIQUE EN SITUATION DE CONTRAINTE POSTURALE: EFFET DE LA FATIGUE, DES CONDITIONS D'APPUI ET DE LA DOMINANCE DES MEMBRES INFÉRIEURS.
Résumé
The overall objective of this thesis was to examine, in young and healthy participants, the adaptability of the postural and focal motor commands associated with dynamic bilateral forward reach task (BFR) when the postural-kinetic capacity is constrained by three types of factors: i) the change of support from unipodal to bipodal (1st experiment), ii) the postural dominance (unilateral foot support on the dominant or non-dominant leg, 2nd experiment), and iii) postural fatigue (3rd and 4th experiments). The results of the first experiment showed that the central nervous system increased the duration of anticipatory postural adjustments (APA) in the unipodal condition to maintain a level of inertial forces equivalent to that achieved in the bipodal condition and thus maintain a constant level counter-perturbation. Consequently, the focal performance (maximal BFR velocity) remained optimal. The results of this experiment, based on a biomechanical analysis of APA, have also shown that this type of adaptive strategy characterized by a longer APA duration did not depend on postural dominance. However, the electromyographical analysis (2nd experiment) revealed that the adaptive response of the postural muscles to the support change (from unipodal to bipodal) was asymmetrical, i.e. the level of activation of postural muscles required to reach an equivalent level of anticipatory postural counter-perturbation and focal performance was higher when subjects stood on the nondominant leg than on the dominant leg. This result suggests that the ability to adapt to change in support is better in that later situation because it is most "economical" in terms of energy expending. Finally, the results of the third and fourth experiments suggest that this adaptability is altered after series of fatiguing high-intensity isometric contractions. Under these conditions of fatigue, the amplitude of the APA was indeed drastically reduced compared to the condition "no fatigue". Altogether, these results contribute to a better understanding of the adaptability of postural and focal motor commands associated with the execution of voluntary movement.
L'objectif général de ce travail de thèse était d'examiner, chez le sujet jeune et bien portant, l'adaptabilité des commandes motrices posturale et focale associées à une tâche de poussée bilatérale dynamique lorsque la capacité posturo-cinétique est spécifiquement contrainte par trois types de facteurs : i) le changement d'appui de bipodal à unipodal (1ère expérimentation), ii) la dominance posturale (appui unipodal sur la jambe dominante ou sur la jambe non dominante ; 2ème expérimentation), et iii) la fatigue posturale (3ème et 4ème expérimentation). Les résultats de la 1ère expérimentation ont montré que le système nerveux central augmentait la durée des ajustements posturaux anticipateurs (APA) en condition unipodale de façon à maintenir un niveau de forces inertielles équivalent à celui obtenu en condition bipodale, et donc à maintenir un niveau de contreperturbation anticipatrice équivalent. Il en résultait une performance focale (vitesse maximale) optimale. Les résultats de cette expérimentation, basée sur une analyse des caractéristiques biomécaniques des APA, ont également montré que ce type de stratégie adaptative caractérisée par un allongement de la durée des APA ne dépendait pas de la dominance posturale. En revanche, l'analyse électromyographique (2ème expérimentation) a révélé que la réponse adaptative des muscles posturaux au changement d'appui (de bipodal à unipodal) était asymétrique, i.e. que le niveau d'activation des muscles posturaux nécessaire à assurer une contre-perturbation posturale et une performance focale optimales était plus élevé lorsque les sujets se tenaient en appui unipodal sur la jambe non dominante que sur la jambe dominante. La capacité d'adaptation au changement d'appui serait donc meilleure dans cette dernière situation car plus " économique " en terme énergétique. Enfin, les résultats de la 3ème et de la 4ème expérimentation suggèrent que cette capacité d'adaptation est altérée suite à la répétition intensive de séries de contractions isométriques de haute intensité. Dans ces conditions de fatigue, l'amplitude des APA était en effet drastiquement réduite comparativement à la condition " non fatigue ". L'ensemble de ces résultats contribue à une meilleure connaissance des capacités d'adaptation des commandes motrices posturales et focales associées à l'exécution du mouvement volontaire.