La proprioception est le sens qui nous permet de situer nos segments et notre corps dans l’espace. Il joue un rôle important dans la planification et l’exécution des mouvements, nous permettant de réaliser toute activité. Or, à la suite d’une lésion du système nerveux central des déficits proprioceptifs peuvent subvenir. Ces déficits ont un impact sur la rééducation motrice et sur la reprise autonome des activités du quotidien. Il est donc nécessaire de pouvoir évaluer objectivement et précisément ces déficits pour pouvoir offrir une réadaptation optimale à cette population. Actuellement, les principaux outils d’évaluation utilisés en clinique permettent uniquement d’observer la présence ou l’absence de ces déficits, sans permettre d’évaluer leur sévérité. Pour pallier à ce manque de précision de mesure, la robotique est de plus en plus utilisée. Or, les protocoles d’évaluation, utilisant cette nouvelle technologie, ne semblent pas être adéquats aux personnes présentant de multiples déficits, tel que ceux induits par un accident vasculaire cérébral. Le but de mes travaux de maîtrise était de développer, de valider et d’étudier la fidélité d’un outil permettant de quantifier le sens de la position du bras à l’aide d’un outil adapté aux personnes ayant subi un AVC. Pour ce faire la combinaison d’un exosquelette et d’un système de réalité virtuelle a été utilisée. Avant de valider ce protocole auprès d’une population ayant subi un AVC, notre étude a démontré que ce protocole d’évaluation permet de quantifier objectivement le sens de la position au niveau du coude auprès d’une population de jeunes adultes sains. La fidélité test-retest a été obtenue en comparant les scores obtenus lors de deux sessions d’évaluation espacées d’une semaine. Le protocole d’évaluation a démontré une fidélité acceptable. Des études consacrées à la validation de ce protocole d’évaluation auprès d’une population ayant subi un AVC sont en cours. / Proprioception is defined as the ability to perceive body segment positions and movements in space. Proprioceptive sense is known to play a significant role for the planning and execution of movements. After a central nervous system injury, individuals present proprioceptive impairments. It is known that proprioceptive deficits had a negative impact on motor and functional recovery. Thus, it is important to objectively assess proprioception in order to provide optimal rehabilitation. At this time, the most commonly used proprioception clinical assessments have mostly the capacity to detect if proprioceptive deficits are present or not. To enable a more precise assessment, robotic systems are increasingly used. However, experimental task protocols, using this new technology, does not seem to be adapted for people presenting multiple impairments such as those induced by a stroke. The aim of this Master thesis was to develop, validate and evaluate the reliability of an assessment protocol that enables the quantification of proprioception, more specifically the position sense, of the upper limb. This assessment tool is adapted for people with a stroke. In order to reach this goal, a robotic device and a virtual reality system were used. Before using this protocol with individuals who sustained a stroke, this study demonstrated the assessment protocol capacity to objectively quantify elbow position sense in healthy young adults. Test-retest reliability was obtained by comparing scores from both evaluation sessions. The assessment protocol demonstrated a fair test-retest reliability. Studies are underway to validate this assessment protocol in a stroke population.

L'accident vasculaire cérébral (AVC), est un problème de santé majeur au niveau mondial. Les traitements de réadaptation visent à réduire le fardeau individuel et sociétal engendrés par l'AVC, via l'amélioration de l'indépendance fonctionnelle et des déficiences sensoriels et moteurs. Par contre, la plupart des survivants conservent des séquelles chroniques et ce, malgré l'accès à des soins de réadaptation intensifs et spécialisés. La recherche se penche donc sur l'utilisation de technologies novatrices et sécuritaires pour notamment tenter de dépasser les gains obtenus en clinique. Parmi les différentes approches actuellement évaluées en recherche, les appareils de neurostimulation périphérique semblent favoriser la récupération des fonctions sensorimotrices, via la production massive d'informations somatosensorielles (cutanées et proprioceptives). Ces afférences forceraient le système nerveux central lésé à s'adapter, offrant une fenêtre temporelle pendant laquelle le cerveau serait dans un meilleur état pour recevoir une thérapie. Malgré ces données intéressantes, le manque de connaissances limite le transfert clinique de ces approches. En particulier, le rôle des afférences proprioceptives vs. cutanées sur les effets de la neurostimulation périphérique demeurent à ce jour mal compris. L'objectif principal de la thèse était de déterminer si la nature des afférences sensorielles recrutées par neurostimulation périphérique a un impact sur la plasticité cérébrale et les déficiences sensorimotrices chez une clientèle AVC au stade chronique. Les cinq études du doctorat visaient plus précisément à : (i) évaluer les propriétés métrologiques (fidélité et changement minimal détectable) d'un outil de mesure neurophysiologique (stimulation magnétique transcrânienne – TMS) utilisé dans la thèse pour tester la plasticité cérébrale (études 1 et 2); (ii) approfondir les connaissances reliées aux paramètres d'application et afférences produites par deux approches de neurostimulation périphérique, soit la rPMS (stimulation magnétique périphérique répétitive) et la NMES (stimulation électrique neuromusculaire) (étude 3); (iii) développer et valider une approche standardisée permettant d'induire des illusions de mouvement par vibration musculo-tendineuse (VIB), puis débuter son processus de validation (étude 4); (iv) déterminer l'influence des afférences sensorielles sur la plasticité cérébrale et la récupération sensorimotrice chez des personnes au stade chronique post-AVC en comparant les effets aigus de trois interventions de neurostimulation périphérique (NMES, rPMS, VIB) avec une séance d'exercices (étude 5). Dans l'ensemble, les résultats des études supportent : (i) que les évidences actuelles ne permettent pas de conclure sur la fidélité des mesures TMS, mais que les erreurs de mesure observées encouragent l'utilisation de ces mesures pour suivre des changements de groupe plutôt qu'individuels; (ii) que notre procédure standardisée utilisant les illusions de mouvement induites par la VIB est valide chez des individus au stade chronique post-AVC et (iii) que le recrutement préférentiel des afférences proprioceptives semble plus efficace pour favoriser la plasticité cérébrale et l'amélioration des déficiences sensorimotrices chez des individus vivant avec les séquelles chroniques d'un AVC. Toutefois, avant de considérer un potentiel transfert clinique des approches étudiées dans la thèse, des études supplémentaires devront évidemment reproduire nos résultats et approfondir les diverses réflexions soulevées.

Nos travaux de thèse se situent à l’interface entre la recherche fondamentale en neuroscience et ses applications cliniques dans le domaine de la chirurgie réparatrice des membres. Nous nous sommes intéressés au Syndrome Douloureux Régional Complexe de type I caractérisé par l’occurrence d’un état douloureux chronique et d’une perte sévère de mobilité segmentaire. Cette affection, dont l’incidence clinique est élevée, reste à ce jour largement incomprise dans ses mécanismes physiopathologiques et les moyens de traitement disponibles sont d’une efficacité limitée. Dans ce cadre, nous avons d’abord développé une méthodologie de traitement non médicamenteux des deux principaux symptômes de l’algodystrophie que sont la douleur chronique et la mobilité articulaire et validé leur efficacité thérapeutique sur une population de patients.La méthode s’appuie sur les propriétés physiologiques des vibrations mécaniques transcutanées et des vibrations tendineuses qui sont de puissants activateurs des mécanorécepteurs cutanés et proprioceptifs musculaires. L’activation isolée ou conjointe de ces deux canaux sensoriels permet tout à la fois de générer une antalgie puissante et durable et d’améliorer de façon significative la mobilité articulaire. Nous avons ensuite recherché les mécanismes responsables de ces effets. L’utilisation d’un modèle de douleur expérimentale nous a alors permis de montrer que la réduction importante et durable de la douleur générée par les vibrations a une origine à la fois tactile et proprioceptive musculaire, et que ses mécanismes d’action affectent à la fois la transmission médullaire des informations nociceptives et leur traitement central. D’un point de vue théorique nos résultats suggèrent que les afférences proprioceptives cutanées et musculaires contribuent au contrôle des phénomènes douloureux et que les flux afférents proprio-tactile contribuent à la préservation des propriétés fonctionnelles des réseaux centraux responsables de la représentation et de la commande du mouvement. / This thesis tends to deal with both the aspects of neuroscience fundamental research and its possible clinical applications in limbs’ reconstructive surgery. We focused our attention on Complex Regional Pain Syndrome Type I characterized by a chronic pain syndrome associated with a severe loss of segmental mobility. This particular disorder, with a high incidence has been to this day ratherly impenetrable regarding its physiological mechanisms, furthermore available treatments have a limited efficiency.For the matter, we first developed a non-drug therapeutic approach targeting toward algodystrophy two mains symptoms, which are chronic pain and articular mobility loss and monitored its efficiency on a patients’ population.The method is based on the physiological properties of both the tendons vibrations and trancutaneous mechanical vibrations, which are powerful activators of skin’s mechanoreceptors and muscular proprioceptive mechanoreceptors. Isolated or concomitant activation of both those sensorial chanels enables a powerful and lasting analgesic effect along with a significant improvement of the articular mobility.Afterwards, we searched for possible mechanisms behind those outcomes. Using an experimental pain model we were able to show that the significant and lasting reduction of pain endured due to the vibrations comes from afferent messages of tactile and muscular proprioceptive origin, acting both on medullar transmission of the nociceptive inputs and their central processing.From a theoretical perspective, our results suggest that cutaneous and muscular proprioceptive afferences are part of the control process of pain phenomenon and, that afferent proprio-tactile flux contribute to maintaining functional properties of central networks in charge of movement representation and command.

Le système nerveux somatosensoriel permet l'interaction entre l'organisme et son environnement. Ce système collecte, via des récepteurs périphériques, les stimuli extérieurs et les transmet au système nerveux central par les neurones sensoriels primaires, dont les corps cellulaires sont situés dans les ganglions rachidiens dorsaux. Ces neurones primaires sont spécifiques des différentes sensations et ont, pour y répondre, des récepteurs, des modalités sensorielles, des caractéristiques moléculaires différentes. Ils sont généralement séparés en 3 grandes familles: les propriocepteurs, les mécanocepteurs et les nocicepteurs, chacune de ces familles se séparant à son tour en une multitude de sous familles. Ces neurones dérivent de la crête neurale, une structure spécifique des vertébrés. Au cours de leur migration vers les ganglions rachidiens dorsaux, les cellules vont être soumises à un grand nombre de facteurs et de voies de signalisation, qui vont entrainer leur survie, leur mort ou leur différenciation. Le facteur de transcription Meis2 a été isolé par l'équipe comme un candidat pouvant intervenir dans cette différentiation des cellules en neurones différenciés. Chez les souris, son expression est spécifique de sous populations mécanoceptives et proprioceptives, et s'étend des stades précoces de développement jusqu'à l'âge adulte. La lignée conditionnelle de souris Knock Out pour Meis2, croisée avec la lignée Wnt1cre, permet l'abolition de Meis2 dans toutes les cellules de la crête neurale et ses dérivés. Le mutant issu de ce croisement meurt à la naissance, avec de nombreux problèmes phénotypiques. Cette lignée cKOMeis2 a alors été croisée avec la lignée Islet1cre, ce qui permet d'invalider le gène Meis2 dans les neurones post-mitotiques des ganglions rachidiens dorsaux. Cette souris m'a servi de modèle afin de déterminer les conséquences éventuelles de la perte de Meis2 dans les neurones sensoriels du ganglion rachidien dorsal par analyse comportementale. / The somatosensory nervous system allows the interaction between the organism and the environment. This system receives from peripheral receptors some exterior stimuli which are transmitted to the central nervous system by sensory primary neurons. Their cell bodies are located in the dorsal root ganglions (DRG). These primary neurons are specific to various sensations and are characterized by specific receptors, sensory modalities and molecular characteristics involved in their response. They are usually defined as belonging to one of three main families: proprioceptors, mecanoceptors and nociceptors, and each family is composed of a large number of subgroups. These neurons are derived from the neural crest cells to form the DRG. The cells are exposed to a number of key pathways and factors, which permit their survival, death or differentiation. The transcription factor Meis2 was isolated by our team as a good candidate to act in the differentiation or specification of these cells into sensory neurons. The expression pattern of Meis2 is shown to be specific to the mecanoceptor and proprioceptor subgroups and starts, in mice, from the early stages of development up to the adult age. To investigate the role of Meis2 the conditional strain mice Meis2 Knock Out (cKOMeis2) were crossed with the strain Wnt1cre which invalidates the gene Meis2 in all the neural crest and derived cells. The new born mice die at birth with most showing phenotypic dysfunctions. Finally, this cKOMeis2 strain was crossed with Islet1cre which specifically disrupts the Meis2 gene in post-mitotic DRG neurons. This thesis characterises the Islet1cre/+cKOMeis2LoxP/LoxP strain in order to determine the behavioural consequences of the loss of the Meis2 protein in DRG sensory neurons.

Bakgrund: Nacksmärta är ett vanligt förekommande besvär och en av de främsta orsakerna till att söka vård hos fysioterapeut. Nackbesvär kan leda till förändringar i proprioception, både medveten och omedveten, vilket kan leda till en nedsatt balans. Undersökning av omedveten proprioception har gjorts genom att mäta posturalt svaj vid stimulering av muskelspolar via lokala muskelvibratorer i tidigare studier. Ingen studie har dock undersökt reliabiliteten vid stimulering av nack- och vadmuskler hos personer med respektive utan nacksmärta   Syfte: Studiens syfte var att utvärdera inter-day reliabilitet för posturalt svaj hos personer med eller utan nacksmärta genom att mäta CoP på WBB där deltagarna ges vibrationer på vader, nacke respektive underarmar.   Metod: 50 deltagare deltog i studien, 25 deltagare med nacksmärta och 25 friska kontroller. Deltagarnas CoP mättes på en WBB där deltagarnas förändring av CoP mättes innan, under och efter att vibrationer getts på vader, underarmar respektive nacken. Deltagarna testades vid två tillfällen med 7 dagars mellanrum. ICC2,1 användes för att beräknade relativ reliabilitet. Ett ICC-värde ≥ 0,75 bedöms som god reliabilitet. Absolut reliabilitet beräknades med SEM. Beroende t-test utfördes för att undersöka eventuell systematisk bias såsom adaptioner eller inlärningseffekter mellan testtillfälle 1och 2.   Resultat: Studiens resultat uppvisade en måttlig till utmärkt relativ reliabilitet (ICC = 0,69 - 0,89) för A/P amplituden för hela gruppen och SEM-värden var mellan 0,51 - 1,17 vilket utgör ca 20 - 30% av medelvärdet för de flesta svajvariablerna. En signifikant inlärningseffekt kunde ses för både A/P och M/L amplituden vid vibration av vadmuskulaturen (p = 0,015 - 0,017).   Slutsats: Studiens resultat visar på en acceptabel reliabilitet och testmetoden kan användas i såväl forskning som klinisk användning vid undersökning av posturalt svaj med eller utan vibration. / Background: Neck pain is a common occurrence and one of the main reasons for seeking care at a physiotherapist. Neck disorders can lead to changes in proprioception, both conscious and unconscious, which can lead to a reduced balance. Investigation of unconscious proprioception has been done by measuring postural sway in the stimulation of muscle spindles via local muscle vibrators in previous studies. However, no study has investigated the reliability of stimulation of neck and calf muscles in people with or without neck pain   Purpose: The purpose of the study was to evaluate inter-day reliability on postural sway in people with or without neck pain by measuring CoP on WBB where participants receive vibration on the calf, neck and forearms.   Method: 50 participants participated in the study, 25 participants with neck pain and 25 healthy controls. Participants change of CoP was measured before, during and after vibration was given to calf, forearm and neck. Participants were tested on two occasions at 7-day intervals. ICC2,1 was used to calculate relative reliability. An ICC value ≥ 0.75 is considered to be good reliability. Absolute reliability was calculated with SEM. Dependent t-test was performed to investigate any systematic bias such as adaptations or learning effects between test 1 and 2.   Results: The results of the study showed a moderate to excellent relative reliability (ICC = 0.69 - 0.89) for the A/P amplitude and SEM values ​​were between 0.51 - 1.17 which represents about 20-30% of the mean for most sway variables. A significant learning effect could be seen for both the A/P and M/L amplitude in vibration of the calf muscles (p = 0.015-0.017).   Conclusion: The results of the study demonstrate acceptable reliability and the test method can be used in research and clinical to investigate postural sway with or without vibration.

Une lésion corticale hémisphérique peut entrainer des troubles distincts en fonction du côté de la lésion : troubles du langage pour l'atteinte de l'hémisphère gauche ou difficultés à tenir debout lorsque c'est l'hémisphère droit qui est atteint. Nous avons fait l'hypothèse que l'hémisphère droit serait associé à une intégration des informations proprioceptives plus pertinente dans le but de contrôler notre posture bipodale. Nous avons donc perturbé ces informations par l'utilisation de vibrations tendineuses et observé les réactions posturales induites pour différents groupes (sujets jeunes, âgés et patients hémiparétiques). Nos résultats démontrent l'utilisation préférentielle de ces informations sensorielles par l'hémisphère droit, dans la gestion et l'organisation posturale au niveau spatial et multi-segmentaire. L'utilisation de ces stimulations proprioceptives pourrait être un facteur important dans la prise en charge thérapeutique de certaines populations pathologiques. / A cortical injury leads to some distinct trouble depending on the injured side; speech and language troubles when the left brain is damaged or standing difficulties when the right brain is injured. Our hypothesis was that the right brain hemisphere permitted a more pertinent integration of proprioceptive information to control the upright position. We perturbed the proprioceptive information with tendon vibration and we observed the induced postural reactions for several groups (young and senior adults, stroke patients). Our results show that proprioceptive information is better processed by the right hemisphere, reflected by control and postural organization at spatial and multi-segmental levels. Proprioceptive stimulations may be an important tool for the rehabilitation of several pathological populations.

Syfte och frågeställningar Syftet med arbetet var att undersöka om fotbollsspelare kan utveckla proprioception där visuell återkoppling systematiskt tas bort vid kontroll av bollen med fötterna. Frågeställningar: – Går det att utveckla förmågan att kontrollera bollen utan visuell återkoppling under en träningsperiod om fyra veckor och 12 träningspass?  – Hur förändras en fotbollsspelares prestation (kontroll av bollen) med avseende på en förbättrad proprioception med hänsyn tagen till: tid (sekunder), hastighet (varv/minut) samt antal tillfällen spelaren tittar respektive tappar boll? Metod Totalt 20 deltagare från ett pojkelitlag valdes ut och matchades inför träningsperioden in i en interventions- och en kontrollgrupp för att säkerhetsställa att båda grupperna var likvärdiga. Interventionsgruppen bestod av 12 deltagare, medelålder ± standardavvikelse (± SD) var 12,2 (± 0,2) år. Kontrollgruppen bestod av 8 deltagare, medelålder 12,0 (± 0,7) år. Interventionsgruppen har under fyra veckor genomfört fyra specifikt framtagna träningsövningar innehållandes uppvärmning inkluderat dribblingar och passningar, slalom, bollkontroll i lådram och smålagsspel. För att reducera testinlärningseffekten genomförde deltagarna ett introduktionspass innan förtestet. Under träningsperioden utfördes ett test-retest samt en träningseffektivitetsmätning. Efter avslutad träningsperiod genomfördes ett eftertest. Både under träningsperioden och vid testgenomförandet utrustades interventionsgruppen med specialdesignade glasögon för att på så sätt ta bort den visuella återkopplingen. Under förtestet fick alla deltagare bära ett gyro som mätte huvudvinkeln i sagittalplanet. ResultatFör interventionsgruppen i testövningen Lådan non-visuell uppgick resultatet till en förbättring med 50,9 % (p=0,001) och effect size (ES) =1,59 från för- till eftertest. Totalt antal bolltapp var 2 respektive 5 stycken. Kontrollgruppen presterade en förbättring om 4,7 % från för- till eftertest (p=0,306, ES=0,19). Totalt antal bolltapp var 2 respektive 4 stycken. Interventionsgruppen tillskrevs i testövningen Slalom non-visuell en förbättring om 24,9 % (p=0,004, ES=1,09). Kontrollgruppen försämrades med 12,6 % (p=0,105, ES=0,55). Interventiongruppens antal bolltapp vid för- och eftertest var 15 respektive 8 stycken. Kontrollgruppens antal bolltapp vid för- och eftertest var 5 respektive 3 stycken. Interventionsgruppens antal bolltitt var 18 respektive 9 stycken. Kontrollgruppens antal bolltitt var 10 respektive 3 stycken. Slutsats Det går att utveckla proprioceptionen genom att systematiskt ta bort visuell återkoppling vid kontroll av bollen med fötterna vid isolerade och fotbollsspecifika övningar. En förändring av den proprioceptiva förmågan yttrar sig genom att fotbollsspelare vid en given hastighet under isolerade fotbollsspecifika övningar minskar behovet av att se på bollen. / Aim The aim of the study was to investigate whether soccer players can develop proprioception where visual feedback systematically is eliminated in the control of the ball with their feet. Following questions have been used in the study: – Is it possible to develop the ability to control the ball without visual feedback during a training period of four weeks and 12 training sessions? – How does a soccer player’s performance (control of the ball) change with respect to improved proprioception taking into account: time (seconds), velocity (laps/minutes) and the number of times the player looks at and loses the ball respectively? Method In total 20 participants from an elite boys’ team were chosenand matched into an intervention- and a control group before the training period to ensure each group’s representation should be equal. The intervention group consisted of 12 players, average age ± standard deviation (± SD) were12.2 (± 0.2) years. The control group consisted of 8 players, average age 12.0 (± 0.7) years. The intervention group has during a four week period performed four different specificexercises consisting of warm up including dribbling and passing, slalom, ball control in a box frame and small-sided games. In order to reduce the test learning effect, the participants performed an introduction session before the pre-test. A test and retest as well as a training efficiency measurement were performed during the training period. After completed training period a post-test was carried out. The intervention group was equipped with specially designed glasses during the training period, to reduce their visual feedback. All participants were equipped with a gyro to measure head angles within the sagittal plane in the pre-test. Results The result for the exercise The Box non visual was given an improvement of 50.9 % for the intervention group from pre- to post tests (p=0.001) and effect size (ES) =1.59. The total number of ball losses was 2 and 5 times, respectively. The control group performed an improvement of 4.7 % from pre- to post tests (p=0.306, ES=0.19). The total number of ball losses was 2 and 4 times respectively. The result for the exercise Slalom non-visual for the intervention group was given an improvement of 24.9 % (p=0.004, ES=1.09). The control group was decreased with 12.6 % (p=0.105, ES=0.55). The total number of ball losses for the intervention group was 15 and 8 times, respectively. The total number of ball losses for the control group was 5 and 3 times, respectively. The total number of ball gazes for the intervention group was 18 and 9 times, respectively. The total number of ball gazes for the control group was 10 and 3 times, respectively. Conclusions It is possible to develop the proprioception by systematically limit the visual feedback through control of the ball with your feet at isolated and football specific exercises. A change in the proprioceptive ability is expressed by soccer players having reduced needs of looking at the ball during isolated soccer specific exercises at a given velocity.

Nos travaux portent sur les mécanismes nerveux qui sous-tendent la perception de notre corps en mouvement. Chacune de nos actions est caractérisée par l'intention motrice qui en est à l'origine et par le feedback multi-modalitaire que son exécution évoque. Dans ce cadre, nous avons formalisé le codage proprioceptif du mouvement et nous avons exploré deux types d'images motrices et leur interaction perceptive à travers l'étude des mouvements imaginés et des illusions kinesthésiques.Sur la base de données neurosensorielles, nous avons contribué à développer une méthode « propriomimétique » inspirée du modèle vectoriel de population permettant de prédire les patterns proprioceptifs afférents évoqués lors de mouvements complexes. Ces patterns modélisés ont ensuite été utilisés pour activer les voies de la proprioception musculaire chez des sujets immobiles grâce à la méthode des vibrations tendineuses. / This thesis deals with the neural mechanisms involved in body movement perception. We contributed to developing a "propriomimetic" method based on neurosensory data and drawn from the population vector model for predicting the afferent proprioceptive patterns evoked during complex movements.The main contribution of this work is that it extends the scope of the method to include the whole set of possible human actions by showing that it can be used to accurately predict the proprioceptive patterns and to generate the kinaesthetic experiences associated with movements involving one or more joints, performed in 2- or 3-dimensional space, regardless of which muscles are involved.Other motor images were intentionally generated by the subjects in subsequent experiments and combined with those imposed by the vibratory stimulation. The results obtained here show that the images of both kinds were completely integrated when evoked simultaneously and that they gave rise to a unique and original perceptual experience, in which their spatio-temporal characteristics were combined. From the theoretical point of view, these findings confirm that proprioceptive afferents play an important role, along with the motor intention itself, in the elaboration of kinaesthetic perception. From the clinical point of view, the possibility of evoking motor images quite "naturally" using the method presented here to activate the peripheral receptors and/or the command centers, and thus the whole sensorimotor loop in the absence of any real movements, opens some promising perspectives for rehabilitation purposes.

La kinesthésie chez l’Homme repose sur le traitement des multiples informations sensorielles générées au cours de l’action. Notre démarche expérimentale vise à évaluer l’apport respectif des sensibilités proprioceptive musculaire, tactile et visuelle à la perception des mouvements du corps. Utilisant des leurres sensoriels capables de créer des illusions kinesthésiques, nous recherchons, lors d'approches psychophysiques et en neuroimagerie, les règles et aires cérébrales impliquées dans la fusion multisensorielle. Ce travail confirme que chacune des trois modalités véhicule des informations pertinentes pour le système nerveux central (SNC), qui se combinent différemment selon la vitesse du mouvement et les modalités en présence. Tact et vision véhiculent des informations cinématiques redondantes, complémentaires de la proprioception, relatives aux mouvements du corps dans son environnement. Elles semblent plus fiables pour coder des mouvements lents (Blanchard et al., 2011, 2013). L'IRMf met en lumière un réseau de convergence hétéromodal de perception d’un mouvement de la main et confirme que les régions pariéto-cérebello-insulaires sont le siège de processus d'intégration supramodaux. En combinant trois signaux sensoriels différents, ce travail fournit la preuve originale de leur intégration à différents niveaux du SNC, des aires primaires, jusqu’aux aires supérieures du traitement de l’information. Rappelant le modèle de "Modality Appropriateness" de Welch & Warren (1986), nos résultats soutiennent l'idée d'une pondération des entrées, optimisant la kinesthésie, en fonction de leur relative pertinence à coder un évènement donné. / Human kinesthesia is based on the processing of a great amount of sensory information available during action. To assess the respective contribution of muscle proprioception, vision and touch of self-movement perception, our experimental approach relies on sensory lures likely to generate illusory sensations of movement. In psychophysics and functional neuroimaging (fMRI) experimental setting, we try to better understand how and where this "multisensory fusion" occurs. This work confirms that each modality conveys kinesthetic information relevant for the central nervous system (CNS), is combined in a non-equivalent way according to the velocity of encoded movement and sensory modalities involved. Tact and vision seem to provide redundant cinematic information about body movements relatively to environment, complementary to muscle proprioceptive signals and seem to be more reliable for coding small velocities (Blanchard et al., 2011, 2013). Our neuroimaging results highlight a heteromodal network involved during kinesthesia and confirms that a supramodal insulo-cerebello-parietal region is the substrate for trisensory integration processing. By combining three kinesthetic signals from different sensory origins, this work provides evidence of integration at different levels of the CNS. Recalling the "Modality Appropriateness" model of Welch & Warren (1986), our results also support the idea of a weighted integration of sensory inputs, which would optimize kinesthesia, based on their relative relevance to encode a given event.

Afin d’effectuer un mouvement de la main, le système nerveux doit mettre en commun des informations issues de plusieurs sens : c’est l’intégration multisensorielle. Le cortex pariétal postérieur est une interface sensorimotrice qui est impliquée dans le processus d’intégration multisensorielle. Si cette région est endommagée, les patients présentent un trouble visuomoteur dénommé ataxie optique qui se caractérise par une difficulté à réaliser des mouvements visuellement guidés de la main. À ce jour, les mécanismes qui sous-tendent l’intégration multisensorielle pour l’action ne sont pas encore totalement connus. Le premier axe de ma thèse consiste à définir, chez les sujets sains, comment les informations visuelles et somatosensorielles sont intégrées pendant la planification d’un mouvement de pointage. Le deuxième axe s’intéresse aux troubles sensorimoteurs associés à l’ataxie optique qui permettent une meilleure compréhension des fonctions du cortex pariétal postérieur dans la planification motrice et le contrôle du mouvement. / To execute reach movements, the central nervous system needs to combine informationfrom different sensory modalities, a process knows as multisensory integration. Theposterior parietal cortex is a sensorimotor interface implicated in multisensory integrationprocesses. Patients with a damage to this region exhibit a visuomotor deficit called opticataxia. Patients with optic ataxia present difficulties in performing hand visually-guidedmovements. To date, the mechanisms underlying multisensory integration are still notfully understood. The first aime of my thesis is to determine how visual and somatosensoryinformation are integrated in healthy participants, during the planning of pointingmovements. I will then focus on the sensorimotor deficits observed in optic ataxia whichenable a better understanding of the functions of the posterior parietal cortex in motorplanning and online control.