Thèse ou mémoire avec insertion d'articles / Les forces de préhension et de soulèvement sont estimées avant de soulever un objet (contrôle prédictif). Cette stratégie est nécessaire pour prédire les conséquences sensorimotrices de ses propres actions. Les enfants développent ce mode de contrôle normalement avant l âge de 9 ans. Ce mémoire évalue l'effet de l'âge sur le contrôle prédictif et réactif bimanuel lors de la préhension et du maintien d un objet alors que la stabilité de l objet est défiée soit par des perturbations auto-initiés ou externes. Mon hypothèse est que le contrôle prédictif et réactif sera moins performant chez les adolescents par rapport aux adultes. Méthodologie. 19 adolescents (8-17 ans) et 19 adultes (20-30 ans) ont participés. Nous avons mesuré le couplage entre les forces de préhension et de perturbation lorsque les participants frappaient l'objet tenu par leur main dominante ou non-dominante (condition d'auto-TAP) ou lorsque l'expérimentateur frappait l'objet (condition de TAP externe). Résultats. Pour la condition auto-TAP, les adultes synchronisaient mieux la force de préhension et la perturbation, peu importe la main stabilisant l objet. Le changement dans la force de préhension des adultes prédisait la perturbation (contrôle prédictif); changement moyen de la force de préhension ~45 ms avant la perturbation alors que ce changement moyen était de ~10 ms pour les adolescents. Pour la condition TAP externe, le changement dans la force de préhension des adultes arrivait après la perturbation (contrôle réactif) de ~75 ms alors que ce délai était plus court (~50 ms) chez les adolescents. Conclusion. Les résultats suggèrent que le contrôle prédictif n est pas mature lors du contrôle bimanuel chez nos participants adolescents. Ces informations peuvent être utilisées pour des recommandations cliniques en matière de planification motrice, ouvrant la voie à l étude de la contribution des informations tactiles dans la qualité du contrôle prédictif. / Have you ever been a victim of a sibling passing you an empty milk box while pretending it was full? When you lifted the milk box, your arms moved upwards rapidly. Grip and load forces are estimated before lifting an object (predictive control). This control strategy is necessary to predict sensorimotor consequences of one's own actions. When predictions are erroneous, or when perturbations of the held object come from unexpected forces, reactive control is crucial to update internal feedforward models. Children hone these strategies according to object's properties and to the information from surface friction. This dissertation evaluates the effect of age on predictive and reactive grip control. As manual skills are developing through life, it is possible that the performance of these motor strategies may manifest differently throughout development among children/adolescents and adults. We hypothesized that these strategies would result in different behaviors according to stages of development. Methods. We measured the coupling between grip and load forces when the participants tapped the object held either by their dominant or non-dominant (self-TAP condition) or when the experimenter taped the object (external-TAP condition). Recruited participantswere adolescents (n = 19, mean age: 11 ± 2.7, age range: 8 -- 17 years) and adults (n = 19, mean age: 26 ± 2.2, age range: 20-30 years). Results. For the self-TAP condition, adults had a better coupling between the grip and load forces compared to adolescents; adult's grip force predicted the change in load force by ~45 ms (i.e., mean of dominant and non-dominant hand) while it was ~10 ms (i.e., mean of dominant and non-dominant hand) for the adolescent group. For the external-TAP condition, however, the grip force of the adult group lagged the change in load force by ~75 ms while this lag was shorter (~50 ms, mean of both hands) for the adolescent group. Conclusion. The forward model to anticipate the consequences of one's own actions during predictive control is still developing between the ages of 8 and 16 years old. This information can be used for clinical guidelines in motor planning issues, opening the way to further studies the association between the processing of fingertips tactile somatosensory information and the predictive control.

Les neurones au contact du liquide céphalorachidien (CSF-cNs) sont des cellules ciliées présentes tout autour du canal central de la moelle épinière. Ces cellules sont GABAergiques, déploient une brosse de microvillosités à l'intérieur de la lumière du canal et sont caractérisées par une expression du canal ionique Pkd2l1. Ceci les désigne comme de potentielles cellules sensorielles. Il a été montré que les CSF-cNs peuvent moduler la locomotion et qu'elles réagissent aux variations de pH in vitro. Cependant les modalités sensorielles transmises par ces cellules et leur implication dans la fonction locomotrice nous échappent encore. Dans ma thèse, j'étudie la fonction sensorielle des CSF-cNs dans la moelle épinière de la larve de poisson zèbre. En combinant le relargage de proton et l'imagerie pH avec l'imagerie calcique, nous avons pu montrer que les CSF-cNs répondent à des pics d'acidification in vivo et que cette réponse persiste dans des mutants pkd2l1. Nous démontrons également que les CSF-cNs ne sont pas activés de façon coordonnée lors de la locomotion fictive. Les mouvements actifs ou passifs de la queue conduisent toutefois à l'activation spécifique des CSF-cNs ipsilatérales de la contraction musculaire. Ces observations suggèrent que les CSF-cNs sont recrutées par une stimulation mécanique. Les mutants pkd2l1 ont montré une diminution de la réponse à la flexion active et passive de la queue et une diminution de la fréquence de battement de la queue. Dans son ensemble, le travail présenté ici met donc en évidence que les CSF-cNs répondent aux variations de pH in vivo et révèle leur rôle d'organe mécanosensoriel permettant la modulation du réseau locomoteur spinal. / Cerebrospinal fluid-contacting neurons (CSF-cNs) are ciliated cells surrounding the central canal. These cells are GABAergic, extend a brush of microvilli into the lumen and are specified by the expression of the transient receptor potential ion channel Pkd2l1. The atypical morphology of CSF-cNs and their location make them candidates for sensory cells. It has been shown that CSF-cNs modulate locomotion by projecting onto the locomotor central pattern generators (CPGs) and that CSF-cNs can react to changes of pH in vitro, but the sensory modality these cells convey to spinal circuits and their relevance to locomotion remain elusive. In my thesis I investigate the sensory function of CSF-cNs in the zebrafish larva spinal cord. By combining proton uncaging together with pH imaging and calcium imaging, we could show that CSF-cNs respond to pulses of acidification in vivo and that this response persists in pkd2l1 mutants. Using genetically encoded calcium sensors we showed that CSF-cNs are not coordinately activated during fictive locomotion. Active or passive tail movement, however, led to CSF-cN activation restrained to cells ipsilateral to muscle contraction. These observations suggest that CSF-cNs are recruited by ipsilateral muscle contraction and/or tail torsion. Pkd2l1 mutants showed a decreased response to active and passive bending of the tail and a subtle but consistent decrease of tail-beat frequency was observed in the startle response. Altogether, the presented work shows evidence that CSF-cNs respond to changes in CSF pH and reveals that CSF-cNs constitute a mechanosensory organ which operates during locomotion to modulate spinal CPGs.