Les lombalgiques chroniques présentent un retard de l'activation du muscle transverse abdominal (TrA), une difficulté à activer volontairement le TrA et une réorganisation du cortex moteur primaire (Ml) contrôlant le TrA. L'entraînement du muscle permet de diminuer le retard du TrA et normaliser l'organisation de Ml. De plus, la neurostimulation périphérique permet de faciliter le retour sensorimoteur chez une population parétique. Notre projet combine donc la neurostimulation périphérique et un entraînement moteur spécifique pour améliorer le contrôle postural chez des lombalgiques chroniques. La combinaison de la neurostimulation au-dessus du TrA/oblique interne (IO) et de l'entraînement moteur a réussi à améliorer le contrôle posturo-moteur (délai d'activation et activation bilatérale). De plus, la neurostimulation a rétabli l'inhibition intracorticale absente chez les lombalgiques, ce qui pourrait expliquer pourquoi le groupe expérimental seulement s'est amélioré. Donc, l'utilisation de la neurostimulation comme adjuvant à la rééducation motrice semble efficace en une seule session pour améliorer les APA.

La lombalgie chronique (LC) représente de nos jours un fardeau individuel et sociétal énorme. Le contrôle du tronc est complexe, il dépend de l'intégration des afférences périphériques et de l'interaction des régions cérébrales impliquées dans la matrice de la douleur. Les individus souffrant de lombalgie présentent des désordres de contrôle moteur de la colonne vertébrale et une modification de la plasticité du cerveau. Ces altérations semblent réversibles et peuvent être améliorées par différents exercices prescrits en physiothérapie. Par contre, même si les exercices diminuent la douleur, l'effet n'en demeure pas moins modeste. L'utilisation de la neurostimulation magnétique périphérique (rPMS) qui génère des informations sensorielles (entre autres proprioceptives cohérentes avec le contrôle des muscles) et qui agit donc sur l'excitabilité cérébrale et les mécanismes de plasticité pourrait potentialiser les gains atteints grâce aux exercices. L'objectif principal de la thèse est de mieux comprendre le contrôle cortical et postural des muscles du tronc, l'influence de la lombalgie chronique, des exercices et de de la neurostimulation périphérique. La série d'études proposée dans la thèse vise à (i) comprendre les changements présents au niveau du contrôle cortico-moteur des muscles multifides et des ajustements posturaux anticipatoires en lombalgie chronique (étude 1) ainsi que l'influence du côté de la douleur lombaire (étude 2); (ii) déterminer quel type d'exercice utilisé en physiothérapie (global ou isométrique) influence la plasticité corticale (étude 3) et; (iii) déterminer si l'ajout de rPMS potentialise ces effets (étude 4). Les données présentées dans la thèse confirment que les individus avec LC présentent des différences dans le fonctionnement du cortex moteur primaire par rapport aux individus en santé. De plus, le côté de la douleur semble influencer différemment l'excitabilité de base du M1. Enfin, nous avons démontré que l'exercice isométrique agissait de façon spécifique sur la plasticité du M1, ainsi que sur les ajustements posturaux anticipatoires, et que l'ajout des rPMS à l'exercice diminue immédiatement la douleur et modifie le contrôle des muscles multifides. D'autres études sont nécessaires pour confirmer le bénéfice des rPMS chez des populations souffrant de douleur chronique et pour un éventuel transfert clinique.

La lombalgie chronique non spécifique (LC) est la première cause d'années de vie vécues avec incapacité dans le monde. Alors que la vision réductionniste qui consistait à attribuer une cause uniquement biophysique à la LC n'est plus dominante, il reste néanmoins illusoire d'affirmer que cette douleur est parfaitement comprise par les chercheurs et les cliniciens. La LC est probablement due à l'intrication d'une multitude de facteurs, qu'ils soient d'origine périphérique (ex : contraintes mécaniques sur le rachis) ou centrale (ex : activité augmentée de certaines zone cérébrales impliquées dans le contrôle de la douleur). Une grande partie des dizaines interventions existantes visent à cibler les facteurs périphériques de la LC, avec une efficacité faible à modérée. Par exemple, les exercices de contrôle moteur (MCE, de l'anglais *motor control exercise*) sont recommandés par les guides de pratique cliniques comme un traitement de première ligne, mais certains patients n'ont que peu ou pas d'amélioration à la suite de ce traitement. Ces dernières années, des techniques de stimulation cérébrale non invasive (NIBS, de l'anglais *non invasive brain stimulation*), dont la stimulation magnétique transcrânienne répétitive (rTMS, de l'anglais *repetitive transcranial magnetic stimulation*), pouvant potentiellement cibler directement des facteurs centraux de la douleur ont été testées pour diminuer la douleur en LC avec des résultats contradictoires. **Le premier objectif** de ce doctorat a donc été de recenser la littérature sur l'intérêt de la NIBS dans le traitement de la LC à l'aide d'une revue systématique avec méta-analyse. Sur la base des 12 articles inclus, il a été observé que des sessions répétées de NIBS ne permettent pas une amélioration de la douleur à court et moyen termes en comparaison à des stimulations placebo. Cependant, il est important de noter que la majorité des études ont utilisé la stimulation transcrânienne à courant direct (tDCS). Dans cette revue, les deux seules études ayant évalué la rTMS ont retrouvé des effets positifs sur la douleur, mais il convient de confirmer ces résultats aux vues de leur faible qualité méthodologique. Pour ce faire, **le second objectif** de cette thèse a été la réalisation d'un essai contrôlé randomisé (ECR) visant à comparer l'efficacité de la rTMS, associée ou non à des MCE, par rapport à des stimulations placebo pour diminuer la douleur chez des individus avec LC. Cent-quarante participants ont été randomisés en quatre groupes : rTMS active / rTMS active + MCE / rTMS placebo / rTMS placebo + MCE. A la suite des huit semaines de traitement, tous les groupes ont eu une amélioration statistiquement significative de leur douleur, sans qu'un groupe n'ait eu de meilleurs résultats que les autres. Cela pose des questions tant sur l'efficacité de la rTMS en LC que sur l'efficacité des MCE comparés à un placebo pouvant être perçu comme impressionnant par les participants. La douleur en LC étant multifactorielle, il reste possible que le regroupement des participants en sous-groupes selon des caractéristiques cliniques ou physiologiques précises puisse permettre de retrouver une efficacité de la rTMS ou des MCE. Pour réaliser **ce troisième objectif**, différents prédicteurs potentiels ont été évalués afin d'identifier des répondeurs aux traitements proposés dans l'ECR précédemment décrit. Les résultats de cette analyse secondaire indiquent que parmi les participants ayant reçu la rTMS active, ceux présentant des symptômes de sensibilisation centrale élevés avaient une incapacité significativement plus importante à la fin du traitement par rapport à ceux ayant moins de sensibilisation centrale. Chez les participants présentant des niveaux élevés de sensibilisation centrale, ceux ayant reçu la rTMS active présentaient également une incapacité plus importante que ceux ayant reçu la rTMS placebo. Aucun autre prédicteur n'a eu d'effet sur l'incapacité ou la douleur. **Pour conclure**, les résultats de cette thèse semblent indiquer que la rTMS, les MCE, et leur association ne sont pas plus efficaces que des stimulation cérébrales placebo pour diminuer la douleur en lombalgie chronique. De plus, notre analyse exploratoire suggère que la rTMS pourrait empêcher l'amélioration de l'incapacité chez les patients souffrant de LC et présentant des symptômes auto-rapportés élevés de sensibilisation centrale. / Chronic nonspecific low back pain (CLBP) is the leading cause of years lived with disability worldwide. While the reductionist view of attributing a solely biophysical cause to CLBP is beginning to fade, it remains illusory to say that researchers and clinicians fully understand this pain. CLBP is likely due to the intricate interplay of many factors, whether of peripheral origin (e.g., mechanical constraints on the spine) or central (e.g., increased activity of certain brain areas involved in pain processing). Many of the existing interventions aim to target peripheral factors in CLBP, with low to moderate efficacy. For example, MCE are recommended by clinical practice guidelines as a first-line treatment, but some patients have little or no improvement following this treatment. In recent years, NIBS techniques, including rTMS, which can potentially directly target central pain factors, have been tested to reduce pain in CLBP with contradictory results. **The first objective** of this thesis was to evaluate the literature on the effectiveness of NIBS in treating CLBP through a systematic review and meta-analysis. Based on the 12 articles included, it was observed that repeated sessions of NIBS did not outperform sham stimulations for pain reduction in the short and medium term. However, it is important to note that most studies have used transcranial direct current stimulation (tDCS). In this review, the only two studies that assessed rTMS reported positive effects on pain intensity, but the low methodological quality of these studies implies further confirmation of these findings. To do this, **the second objective** of this thesis was to conduct a randomized controlled trial (RCT) to compare the efficacy of rTMS in association or not with MCE with a placebo to reduce pain in individuals with CLBP. One hundred forty participants were randomized into four groups: rTMS active / rTMS active + MCE / rTMS placebo / rTMS placebo + MCE. After eight weeks of treatment, all groups had a statistically significant improvement in their pain, with no group being superior to the others. These results raise questions about both the effectiveness of rTMS in CLBP and the effectiveness of MCE compared to a placebo which may be perceived as impressive by participants. Since CLBP is a heterogeneous pathology in its causes, grouping participants into subgroups according to specific clinical or physiological characteristics may allow us to retrieve the potential effectiveness of rTMS or MCE. To achieve **this third objective**, various potential predictors were evaluated to identify responders to the treatments proposed in the previously described RCT. The results of this secondary analysis indicate that among participants who received active rTMS, those with higher levels of self-reported central sensitization symptoms had significantly greater disability at the end of the treatment compared to those with lower central sensitization. Among participants with high central sensitization, those who received active rTMS also exhibited greater disability than those who received sham rTMS. No other predictors affected disability or pain. In conclusion, the findings of this thesis suggest that rTMS, MCE, and their combination, are no more effective than a placebo stimulation in reducing pain in CLBP. Moreover, our exploratory analysis suggests that rTMS may prevent disability improvement in patients with CLBP with higher self-reported symptoms of central sensitization.