Doctorat en kinésithérapie et réadaptation / info:eu-repo/semantics/nonPublished

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L’imagerie mentale consiste en un processus mental dynamique par lequel un sujet humainrevit intérieurement des sensations avec ou sans stimuli externes. Cette opération cognitivepeut être appliquée dans différentes modalités ;les termes d’imagerie motrice sont utiliséslorsqu’elle est concerne le mouvement. Les études en imagerie fonctionnelle cérébrale sesont multipliées considérablement ces deux dernières décennies et ont permis d’analyser lescorrélats neuronaux du mouvement réalisé et imaginé, mettant en exergue des réseauxneuronaux identiques lors de l’imagerie motrice et de l’exécution réelle mais aussi des airesspécifiques à chaque modalité.L’objectif de nos recherches était d’étudier l’influence de facteurs intrinsèques aumouvement imaginé sur les activations cortico-sous-corticales. Dans un premier temps,nous avons comparé ces activations lors du mouvement imaginé et lors du mouvementexécuté avec deux méthodes d’analyses distinctes :GLM (General Linear Model) et TICA(Tensorial Independent Component Analysis). Dans un deuxième temps, nous avonsanalysé l’influence de la vitesse sur le mouvement imaginé et sur le mouvement exécuté enétudiant les activations cortico-sous-corticales lors d’une séquence motrice identiqueimaginée et exécutée à vitesse rapide et à vitesse lente. Dans un troisième temps, nousavons étudié l’influence de l’apprentissage sur le mouvement imaginé an analysant lesréseaux neuronaux moteurs et cognitifs impliqués lors d’un apprentissage moteur parimagerie mentale.Nos résultats ont montré que la méthode TICA permet une analyse plus précise des réseaux etsous-réseaux liés à la tâche et impliqués dans l’imagination et l’exécution d’une mêmeséquence motrice que la méthode GLM. Nous avons pu confirmer que ces deux tâchesrecrutent un réseau fronto-pariéto-insulo-temporo-cérébelleux commun impliqué dans lapréparation, le contrôle et la simulation motrice ;incluant le système miroir. Par ailleurs, nousavons mis en évidence un réseau bilatéral plus étendu au niveau des cortex fronto-polaire,préfrontal, insulaire médial, précunéal et néocérébelleux lors de l’imagerie motrice alors quel’exécution motrice montrait une activation spécifique du cortex sensorimoteur ainsi qu’unsous-réseau cérébello-thalamo-corticomoteur probablement impliqué dans l’initiation et lacorrection motrice. Les résultats de notre second travail ont montré que le taux demouvements active spécifiquement et différentiellement certaines aires corticales associatives,striatales et cérébelleuses. L’exécution de mouvements lents et l’imagination de mouvementslents et rapides ont révélé des activations communes au niveau des cortex frontopolaire,orbitofrontal et préfrontal dorsolatéral, suggérant que l’exécution de mouvements lentspartage avec l’imagerie motrice l’exigence de requérir des ressources exécutives importantestelles que l’attention, la mémoire de travail et la représentation mentale afin d’assurer uncontrôle fin, conscient et complexe nécessaire à ce type de tâche. L’exécution demouvements rapides a permis de mettre en évidence un contrôle plus automatique, relayé parle biais d’une boucle (pré)-motrice-cortico-cérébelleuse impliquant le vermis antérieur et,d’une manière moins étendue, les lobules cérébelleux VI/VII/VIII. Nous suggérons donc quele vermis antérieur contribue aux aspects computationnels de la commande rapide alors que lelobe supérieur plus latéral et le lobule VIII régule le séquençage et la régulation des patternsdes sous-mouvements.Les résultats de notre troisième travail ont montré qu’un entraînement par pratique mentaleentraîne des améliorations des performances motrices associées à une réorganisation corticosous-corticale. Nos observations ont permis de mettre en évidence le recrutement du putamenen phase avancée de l’apprentissage par pratique mentale tel que retrouvé dans les modèlesd’apprentissage moteur classiques. De plus, des activations néocérébelleuses etparacingulaires ont été notées après l’apprentissage, soulignant une réorganisation corticalefonctionnelle au niveau du réseau attentionnel, plus spécifiquement au niveau du réseau decontrôle exécutif qui assure des ressources cognitives supplémentaires et transitoiresnécessaires à l’exécution et l’encodage de nouvelles tâches.En conclusion, nos travaux ont permis d’analyser les effets de certains facteurs intrinsèquesau mouvement sur les activations cortico-sous-corticales lors de l’imagerie mentale et decomparer ceux-ci au mouvement réel. La vitesse de mouvement ainsi que le niveaud’apprentissage sont deux paramètres qui influent sur les réseaux neuronaux mis en jeu par lesdeux modalités de mouvement, réel et imaginé, laissant entrevoir des possibilités multiples entermes d’apprentissage moteur dans des disciplines diverses telles que la neurologie, lamédecine physique ou la pratique sportive. / Doctorat en Sciences de la motricité / info:eu-repo/semantics/nonPublished

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Whether ongoing electroencephalogram (EEG) signal contributes to event related potential (ERP) generation is currently a matter of discussion for all sensory modalities. Resolving the controversy between additive and the oscillatory models has become crucial because evoked potentials are increasingly used in clinical practice as a physiological and neuropsychological index of brain areas or as a link with other functional approaches such as fMRI and the underlying network. The key issue is the search for a function underlying these mechanisms. <p><p>Somatosensory evoked potentials are robust indicators of the afferent information at cortical level. In particular, the frontal N30 component of SEP can serve as a reliable physiological index of the dopaminergic motor pathway (Insola et al. 1999, Pierantozzi et al. 1999). Its properties in sensory-motor gating and cognitive processes make its fine analysis particularly interesting. The physiological interpretation and the origin of the frontal N30 are still debated (Allison et al. 1991, Cheron et al. 1994, Karnovsky et al. 1997, Balzamo et al. 2004, Barba et al. 2005).<p><p>In this thesis we have investigated the mechanisms generating the N30 SEP component produced by electrical stimulation at median nerve at wrist, with reference to the current questioning of the additive and oscillatory models of the ERP (Sayers et al. 1974; Basar et al. 1980).<p><p>We have applied analysis of the spectral content of neuronal oscillatory activity recorded in electroencephalographic (EEG) in order to study of dynamic brain processing underlying the N30 component. Concretely for studying whether the occurrence of the N30 related input induce amplitude modulation and/or reorganization of EEG rhythms we have analyzed separately power perturbation and phase synchrony of single EEG oscillations trials by means of event-related spectral perturbation (ERSP) and intertrial coherence (ITC) measurements. In addition, in order to model brain localizations of phase synchrony and power enhancement and to compare them to model localization of the N30 SEP we used swLORETA, a distributive method of source analysis.<p><p>We have demonstrated that:<p>(1) Ongoing EEG signals contribute to the generation of the N30 component (Cheron et al. 2007).<p>(2) Dynamics of ongoing EEG signals underlie the specific behavior of the N30 during gating produced by movement execution (Cebolla et al. 2009).<p>(3) Localization of brain sources generating the N30 SEP component overlaps those generating beta-gamma ongoing oscillations at the same short latency (Cebolla et al. 2010).<p><p>Additionally the work developed during this thesis has served to develop a comprehensive, pragmatic paradigm to identify, evaluate and understand the somatosensory alterations in defined contexts, as illustrated by our recent work on perturbations and adaptations in astronauts over long term microgravity stay. We think that addressing this topic is essential in order to optimize and objectively evaluate adaptation to microgravity. We therefore proposed a detailed project to European Space Agency entitled “The frontal N30 somatosensory evoked potential for the study of sensory-motor and cognitive adaptations in weightlessness: NeuroSEP” (ILSRA 2009) in which we also proposed direct applications for quality of life aboard International Space Station, for the medical field and industry. / Doctorat en Sciences de la motricité / info:eu-repo/semantics/nonPublished

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L’objectif de cette thèse est de comprendre et de mesurer le processus d’appropriation des étudiants masseurs-kinésithérapeutes de premier cycle d’études en ce qui concerne la compétence du toucher thérapeutique. Les travaux de la neuropsychologie montrent un enchaînement de gestes haptiques en six habiletés quel que soit l’objet à reconnaître perceptivement. En amont, nous avons montré que les étudiants en masso-kinésithérapie n’utilisent pas cette stratégie perceptive, bien qu’ils aient validé cette compétence. Notre interrogation se porte alors, sur ce que les étudiants utilisent pour répondre à la prescription palpatoire. Et en quoi une pédagogique de type socioconstructiviste peut-elle être source de développement des styles afin de répondre aux exigences du genre métier ? À la suite des résultats d’un questionnaire différentiel préalable, deux méthodes de recherche ont été réalisées. Une analyse de contenu (2010) fait émerger des paradoxes dans le genre métier et ce, indépendamment des styles. Une étude expérimentale monocentrique, randomisée montre qu’une pédagogie par imitation-modélisation-interactive à l’aide du modèle de « transposition didactique » est plus performante qu’un apprentissage constructiviste. Ce résultat est statistiquement significatif (p < 1%) dans l’acquisition de cinq habiletés sur les six et ce, indépendamment du genre et des connaissances théoriques anatomiques préalables. En perspective, cette stratégie pédagogique contributive à l’élaboration du massage haptique profond est-elle source de performances sur l’expression douloureuse de patient fibromyalgique ? / The objective of this thesis is to understand and measure the process of appropriation of physiotherapists undergraduate studies regarding the competence of therapeutic touch. The work of neuropsychology show a sequence of actions in six haptic skills regardless of the object to be recognized perceptually. Upstream, we have shown that students in physiotherapy do not use this perceptual strategy, though they validated this skill. Our question then this door, on what students use to answer the Palpatory prescription. And what kind of a social constructivist teaching styles can it be the source of development to meet the requirements of the job like that? Following the results of a preliminary survey differential, two research methods were performed. A content analysis (2010) brings out the paradoxes in the business kind, regardless of styles. An experimental single-center, randomized study shows that teaching by imitation-interactive-modeling using the model of "didactic transposition" is more efficient than a constructivist learning. This result is statistically significant (p <1%) in the acquisition of five of the six skills, regardless of gender and anatomical prior theoretical knowledge. In perspective, this contribution to the educational strategy of developing deep haptic massage is it a source of performance on the expression of painful fibromyalgia patient?

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En France, 460000 nourrissons âgés d’un moins à deux ans, sont affectés par la bronchiolite aiguë chaque hiver. Cette infection virale, qui a pour conséquence une inflammation des voies respiratoires, est généralement traitée par des séances de kinésithérapie respiratoire (KR). Afin d’améliorer l’apprentissage des techniques de KR pédiatriques, un simulateur, représentatif d’un nourrisson de six mois présentant un encombrement moyen, a été réalisé au laboratoire SYMME. Ce premier simulateur permet aux kinésithérapeutes novices d’apprendre les gestes de base de la KR dans un environnement didactique et protégé. Ce travail s’inscrit dans la continuité de cette étude, et devra permettre à terme d’améliorer la formation, en proposant des situations didactiques variées. Dans un premier temps, un système permettant de reproduire sur le simulateur le mouvement de respiration du nourrisson a été réalisé. Puis nous avons travaillé sur la conception d’un mécanisme permettant d’obtenir un comportement mécanique variable au niveau du thorax, afin de permettre à l’apprenant de s’entrainer sur différents cas cliniques. Pour la réalisation d’un tel dispositif, nous nous sommes orientés vers des systèmes classiquement utilisés pour dissiper de l’énergie en modifiant la raideur et/ou l’amortissement de la structure. Deux dispositifs semi-actifs basés sur l’utilisation d’un vérin hydraulique ont été principalement étudiés. Ils se différencient par la façon dont l’écoulement du fluide entre les deux chambres du vérin est modifié : le premier par un changement de section de la canalisation, le deuxième par une modification des propriétés d’écoulement d’un fluide magnétorhéologique. La première solution a été validée partiellement par un kinésithérapeute référent mais n’est pas tout à fait satisfaisante. La seconde a été testée sur un banc d’essai spécifique et semble être une voie prometteuse pour la réalisation du simulateur à propriétés variables / In France, 460000 infants between one month and two years are affected by the acute bronchiolitis each winter. This viral infection which leads to an inflammation of the respiratory tract is generally treated during a respiratory physiotherapy(RP) session. In order to improve the technical learning of the paediatric RP, a simulator which represents a six month old infant with an average type of bronchiolitis was developed in the laboratory SYMME. This first simulator allows the physiotherapist students to learn the basic gestures of the RP in a didactic and safe environment. This research work follows the frame work of this study and should allow an improvement of the training by proposing various didactic situations. As a first step, a system that allows reproducing the breathing movement of an infant on the simulator was developed. Then we worked on the design of a mechanism that allows obtaining a variable mechanical behaviour of the thorax in order to enable the student to practice on different clinical cases. For the realisation of such a device, we focused on systems which are conventionally used to dissipate energy by modifying the stiffness and/or the damping of the structure. Two semi-active devices based on the usage of a cylinder/piston system were examined. They differ in the way the pressure difference between the two chambers of the cylinder is generated : first, by changing the flow geometry and second, by a modification of the fluid flow characteristics of a magnetorheological fluid. The first solution was partially validated by a physiotherapist but was not completly satisfying. The second solution was tested on a specific test bench and seems to be a promising way to realise a simulator with variable properties.