Les différents types de Les différents types de mouvements

Lesdifférentstypesde
Les différents types de
mouvements
Réflexes, automatiques et
intentionnels
François POTDEVIN – FSSEP Université Lille 2

Références utilisées

Rappels
• Défi Définition iti des d muscles l activés, ti é ordre d (coordination),
( di ti )
temps, intensité
• 793 muscles, 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 le cervelet cervelet.
Niveau de la coordination musculaire pour atteindre
l’objectif

Lesdifférentstypes
Les différents types
• Actifs versus passifs
• Réflexes , automatiques, intentionnels
• Déclenchés par un stimulus versus auto‐initiés

Les mouvements réflexes
• Définition éfi i i « li lien ffonctionnel i l entre stimulus i l 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, p , latence, , durée post p décharge g
Coordination de différents muscles (synergie), intensité
variable

Expérience de Renshaw (1940)
« Le réflexe de flexion est polysynaptique 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
Inhibition ou augmentation possible par
apprentissage

Remarques: notion de réseaux pré‐
Kelso, 1981
cablés

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 p à son ppropre p étirement
pour le ramener à sa longueur initiale
• Obéit loi de l’inhibition l inhibition réciproque
• Mise en évidence Sherrington

Le Fuseau Neuromusculaire
• À l’origine du réflexe
• Renseigne sur la vitesse de l’allongement
l allongement
(réponse dynamique) et sur l’amplitude de
l’allongement 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 g et antagonistes: g
conservation d’un angle articulaire
Notion Notion de servo mécanisme assurant
rétrocontrôle de la longueur du muscle
Maintien 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
• CCoactivation i i ddes motoneurones α et β llors dde
mouvements volontaires d’origine
supraspinale
• Modification de la sensibilité du FNM en
fonction de la commande centrale

Contrôle du mouvement

AAction i synergique
i

L’organe Lorgane tendineux de Golgi
• Mécanorécepteur situé dans les tendons et les
aponévroses p 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 l inhibition
autogénique

Le réflexe autogénique

L’organe Lorgane tendineux de Golgi
• Fibres Ib inhibition du muscle homonyme
excitation des muscles antagonistes
• 1 ère hypothèse: rôle de protection du tendon
suppose 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, q , mouvements sportifs p
• Stimulus extérieur: mouvement réflexe
conditionnels moteurs de type II (Konorski,
1967)

Définitions
• Certains mouvements attentionnels au
départ p deviennent automatiques q ppar
apprentissage
stimulus extérieur

Le cas de la locomotion
• Moelle épinière capable d’engendrer à elle
seule(sans ( structures supraspinales p p ni
afférences périphériques) des commandes
rythmiques motrices organisées vers les
muscles du tronc et des membres
• Réseaux é de neurones: Central l Pattern
Generator (CPG)
• Mouvement stéréotypé, nécessite autres
informations pour s’adapter sadapter à ll’environnement environnement
changeant

La lamproie lamproie. Grillner 1991

Locomotion fictive

Les propriétés rythmiques du réseau
excitation MN G contraction G
excitation neurones CC gauchesinhibition neurones demi centre
oitrelachement à droite
excitation neurones latéraux gaucheinhibition retardée des MN
uchesrelâchement à gauchefin de l’inhibition à droite

Existence de CPG
• Mise en activité sans liaison avec les
structures supérieures p ni afférences
sensorielles
• Rythme autonome non dépendant du
stimulus
• Provient des propriétés structurelles du
réseau

28/11/2007
Chat Spinal (Forrsberg (Forrsberg, 1980)

Le rôle des structures supérieures
• Chat thalamique (ablation cortex) marche,
évite obstacle, différentes allures
nimal spinal
nimal nimalmediopontique mediopontique trigéminal
nimal décérébré transrubrique
nimal mésencéphalique
nimal thalamique

• Chat mésencéphalique (section niveau tronc
cérébral)difficulté ) créer des patterns p sauf si
on stimule une zone précise: « la région
locomotrice mésencéphalique »(RLM) » (RLM)
• Contrôle supérieur

Le rôle des afférences sensorielles
• Rôle si perturbations externes
• Changement du pattern (angle d’extension dextension de
la hanche)
• AActivation i i bboucles l courtes (FNM (FNM, OTG OTG,
cutanées) et longues faisant intervenir le
cervelet
• Voie spino cérebelleuse dorsaleétat dorsaleétat du
système
• Voie spino cérébelleuse ventralecopie

• Activation du cerveau en
passant par région motrice
mésencéphalique et
fformation ti réticulée éti lé
• Copie au cervelet voie spino
cérébelleuse ventrale
• Contrôle spino‐spinale et
spino cérébelleux dorsal
• Rectification par le cervelet

Chez l’homme? l homme?
• Mouvement durant le sommeil
• Réflexe de marche chez le nouveau né

Dimitrijevic et al.,1998
al 1998

LES MOUVEMENTS INTENTIONNELS

Différents types
• Simple vs complexe : nombre d’articulations
en jeu j
• Discret vs rythmique
• LLent vs rapide id
• Précis vs imprécis p
• Ample vs limité
• Boucle ouverte vs boucle fermée
• Isométrique (force) vs isotonique
(déplacement)

Trois classes de mouvement
• Balistique
• Rapide avec freinage
• Lent, poursuite ou en rampe

Le cas du mouvement simple isotonique:
• Caractéristiques
cinématiques et
électromyographiques
flexion du coude

Caractéristiques cinématiques
• Courbe de vitesse en cloche, symétrique/
vitesse maximale
• Invariance de la symétrie dans des conditions
de vitesse et damplitude d’amplitude différentes
• Structure temporelle du mouvement FIXE
suggère l’existence d’un « programme de
contrôle »unique unique

Caractéristiques électromyographiques
• 3 éléments: bouffée initiale du muscle
agoniste, bouffée ffé du muscle
antagoniste, bouffée finale du muscle
agoniste
• « le pattern triphasique »

Le pattern triphasique
• Bouffée initiale agoniste:
‐contrainte contrainte temporelle temporelle contrôle uniquement
en amplitude
‐absence b contrainte i temporelle ll contrôle ôl
surtout en durée
• BBouffée ffé finale fi l agoniste: i t
Amortissement des oscillations terminales

Le pattern triphasique
• Bouffée du muscle antagoniste
‐précède précède le pic de vitesse
‐précocité en fonction de la rapidité du
mouvement
‐apparaît pp à ppartir
d’un seuil
Origine réflexe ou centrale?
Forget et Lamarre (1987): chez animale
déafférenté, cette bouffée n’est plus en phase

Quel mode de contrôle?
• Deux conceptions
• Commande cinétique: contraction en fonction
ddu calcul l l ddu moment musculaire l i nécessaire é i
au mouvement (position initiale‐position
finale).
Prise en compte des propriétés inertielles du
segment et des forces externes en jeu

La théorie du point d’équilibre
Feldman (1986), Bizzi (1992)
• Appelé modèle « masse‐ressort »
• Représentation interne de la position
d’é d’équilibres ilib articulaires
i l i

La théorie du point d’équilibre d équilibre
• Forces exercées par les muscles agonistes et
antagonistes g s’opposent. pp Un ppoint d’équilibre q
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

• Singe déafférenté
• Bras caché
• Perturbationpointage
correct
• Prédiction de la théorie
du point d’équilibre d équilibre
Bizzi et al. al (1979)

Les arguments contre le point
• Perturbation par
centrifugation du corps
(Coello, 1996)
• Ajout d’une masse sur
le bras (Atkeson et
Hollerbach, 1985)
d’équilibre
• Mouvement imprécis
• Mouvement ne change
pas p
En désaccord avec la théorie du point d’équilibre
Théorie met en avant les propriétés élastiques de l’ensemble du groupe
musculaire mis en jeu

Le mouvement simple isométrique
à l’encontre l encontre d’une dune surface rigide ou d’un dun
autre segment
• Mode impulsionnel: niveau niveaudeforceà de force à
atteindre
• MMode d iimpulsionnel l i lsuivi i id de maintien: i i plateau l
de force maintenu
Id Idem mouvement t ti triphasique, h i courbe b dde
vitesse en cloche
Bizzi suggère la définition d’un point d’équilibre

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

Etudes des mouvements planaires

• Notion i dde point i dde travail: il « point i ddu membre b
devant atteindre la cible »
• Trajectoire rectiligne alors que mouvements
articulaires curvilignes g
• Hypothèse: contrôle du point de travail par
programmation du snc
• Rapports pp d’angle g entre les articulations
restent identiques si l’amplitude du

Hypothèse des modes de contrôle
• Cinématique inverse: contrôle des
commandes des mouvements articulaires
individuels qui par combinaison assure la
trajectoire du point de travail
2
• Dynamique inverse: dsuppose
x l’existence
∑ Forces = masse×
modèles internes 2
dt
2
d α
∑
moments t = Mi Minertie ti × 2
dt

Rôle des afférences sensorielles
• Fonction liée à l’atteinte du but de la tâche
• Fonction liées au contrôle en cours d’action: daction:
‐origine musculo‐tendineuse
‐origine origine cutanée
‐origine visuelle

Bizzi et al., al 1979
Déafférentation sensorielle
• Mouvement appris possible
• Difficulté à apprendre
mouvement
• Problème si conditions
initiales varient
• Difficulté à maintenir la
position

Rôle des afférences visuelles pour le
contrôle du mouvement
• Prablanc (1979): précision diminue si absence
de vision de la main au départ p du mouvement
• Desmurget (1997): idem si la cible est l’autre
main (point d’atteinte datteinte proprioceptif)
• Rossetti (1995): fausse la position initiale de la
main par des prismes erreur de pointage
Les informations visuelles participent au
contrôle de l’action durant TOUT le

Posture Posture, équilibre et mouvement
• Ajustements posturaux correctif: rétro‐actif
via les voies sensorielles
• Ajustements j Posturaux Anticipateurs: p limiter
les perturbations consécutives à une
perturbation à venir venir, contrôle proactif proactif.