La stimulation corticomotoneuronale pairée (PCMS) combine stimulation magnétique transcrânienne (TMS) du cortex moteur primaire (M1) et stimulation électrique périphérique (ePCMS). L'intervalle synchronisant l'arrivée des potentiels d'action pré- et post-synaptique au niveau de la synapse corticomotoneuronale vise l'induction d'une plasticité spinale de type potentialisation long terme. Le pairage avec la stimulation périphérique magnétique (mPCMS) pourrait être plus efficace pour augmenter l'excitabilité corticospinale vu la correspondance d'activation des motoneurones avec la TMS et les afférences purement proprioceptives. La mPCMS a été comparée avec la ePCMS pour tester les effets induits (mesurés par l'amplitude des potentiels évoqués moteurs (MEP)) appliqués au membre inférieur durant une activation volontaire. L'influence des variants du gène BDNF (brain-derived neurotrophic factor) sur la réponse aux PCMS a également été observée. Seize adultes en santé ont participé à deux expérimentations pairant la TMS de M1 du tibial antérieur (TA) avec la stimulation du nerf fibulaire commun (aux intensités sous le seuil de la douleur) à l'intervalle inter-stimuli personnalisé, pendant une légère contraction isométrique du TA. En somme, la majorité des participants ont eu une augmentation significative de l'amplitude des MEP. La grandeur de la taille effet était différente entre les protocoles et dans le temps soit: un changement plus marqué direction après l'intervention ePCMS (taille d'effet moyen) et 30 minutes après l'intervention mPCMS (effet très large). Les variables secondaires n'ont pas été influencées, supportant l'origine prémotoneuronale de l'augmentation d'excitabilité corticospinale. Une distribution différente des génotypes du BDNF a été notée: les répondants en ePCMS étaient davantage porteurs du génotype Val66Val et ceux en mPCMS étaient plus des porteurs de l'allèle Met. Il s'agit de la première étude testant les mPCMS et appliquant les ePCMS en activité au membre inférieur et nos conclusions supportent leur efficacité et pertinence. Davantage d'études au design expérimental sont nécessaires pour reproduire nos résultats et explorer le potentiel des mPCMS. / Paired corticomotoneuronal stimulations (PCMS) is of great interest as a novel neurostimulation paradigm to explore the potential plasticity of the spinal cord. The methods consist in the synchronization of presynaptic (from transcranial magnetic stimulation (TMS) at the primary motor cortex) and postsynaptic (from peripheral stimulation of the nerve) volleys at the corticomotoneuronal synapse to induce STDP-like (spike-timing-dependant-plasticity) after-effects. The body of PCMS literature has investigated its application at the upper limb with only few at the lower limb. The peripheral nerve stimulation is usually electrical (ePCMS) and pairing TMS with magnetic stimulation of the nerve (mPCMS) has never been tested. This new paradigm would have interesting advantages compared to ePCMS: recruits first alpha-motoneurons of small diameters (correspondence with activated motoneuron by TMS) and generates almost pure proprioceptive afferences. After-effects on corticospinal excitability (measured by motor evoked potential (MEP) amplitude) were compared between the two PCMS protocols (ePCMS vs. mPCMS) at the tibial anterior (TA: ankle dorsiflexor) in active state for healthy participants. Our findings have shown that both ePCMS and mPCMS are effective to strengthen corticospinal projections in painless intensities at the TA in active state for a majority of healthy participants. For the first time studied, mPCMS has shown promising results for inducing LTP-like effects as its magnitude of effect was considered very large (for responders in Post30) compared to medium-sized effect for ePCMS (in Post0). The factor BDNF genotypes was also observed in our study, revealing different distribution between the two protocols: Val66Vall genotype was predominant in ePCMS responders, while Met allele carriers were more represent in mPCMS responders. Our results support the premotoneuronal origin of MEP increase for the TA preactivated with comfortable TMS intensities. Larger sampled experimentally designed studies are needed to reproduce our findings, to optimized mPCMS parameters and better understand its underlying mechanisms.

La littérature actuelle suggère que la consolidation de l'apprentissage d ’une nouvelle habileté motrice est un phénomène peu robuste. D ’une part, il n ’y a pas de consensus quant à la conceptualisation de la mesure, la méthodologie et le substrat neuro-anatomique du phénomène qui sous-tend cette phase intermédiaire, située entre les phases rapide et lente de l’apprentissage. La présente thèse propose quatre expériences afin de 1) caractériser les paramètres méthodologiques, et 2) analyser le substrat neuro-anatomique impliqués dans la consolidation d ’une adaptation sensori-motrice. Ces études sont réalisées à l’aide d’une tâche d’adaptation sensori-motrice auprès d’échantillons issus de la population saine et de deux échantillons issus de populations cliniques différentes. En plus de mieux comprendre les processus en jeu lors de la consolidation de ce type d’habileté motrice, les résultats de la présente thèse vont servir de base pour des études pharmacologiques et d ’imagerie cérébrale et soutenir une nouvelle vision de la réadaptation. / Les études en réadaptation physique et sur la plasticité cérébrale démontrent que la pratique assidue et répétée d'une tâche motrice spécifique est essentielle au maintien et au développement d’une représentation interne de cette habileté motrice. A ce jour, peu de données existent concernant la consolidation de cette représentation interne acquise au cours de l'apprentissage d ’une habileté, laquelle se mesure comportementalement par une amélioration spontanée de la performance, sans pratique additionnelle, entre deux sessions d’entraînement ou par l’incapacité d’une tâche interférente, insérée entre la phase d’acquisition et de rétention, de nuire à l’apprentissage de la tâche initiale. La présente thèse propose quatre expériences afin de 1) caractériser les paramètres méthodologiques, et 2) analyser le substrat neuro-anatomique impliqués dans la consolidation d’une adaptation sensori-motrice. L'expérimentation s’effectue à l'aide d'une variante de la tâche informatisée de poursuite de cibles où la relation entre le mouvement du curseur et celui du levier est inversée. Les trois premières études sont réalisées à partir d'un échantillon de sujets sains. Les résultats de la première étude suggèrent que le processus de consolidation d’une adaptation sensori-motrice s’amorce très rapidement au cours du développement de la représentation interne et donc, que le nombre de blocs d ’entraînement accordés au cours de la première session a peu d ’effet sur celui-ci. Les résultats de la deuxième étude indiquent que le contenu des consignes administrées aux participants n ’influence pas la consolidation de ce type de tâche toujours à la suite d’une période de latence de 24 heures. Les résultats de la troisième étude démontrent que le phénomène de consolidation s’amorce rapidement à la suited ’une période de latence de 5 à 8 heures entre les deux sessions d ’entraînement avec ou sans l’utilisation d’une tâche interférente.

The topic of this work is motor imagery. Through 7 different studies, the process and proprieties of motor imagery and its impact on motor learning were assessed. It was found that this cognitive activity is closely linked to the motor system. This characteristic underlies the positive effects of motor imagery on motor learning. This can have many practical applications in the domain of sport and motor rehabilitation.<p><p> / Doctorat en Sciences Psychologiques et de l'éducation / info:eu-repo/semantics/nonPublished