Plusieurs cadres théoriques ont tenté de rendre compte des processus de synchronisation interpersonnelle. Les théories cognitivistes suggèrent que la synchronisation est réalisée par le biais d’une correction discrète et mutuelle des asynchronies entre les deux partenaires. Les théories dynamiques reposent sur l’hypothèse d’un couplage continu des deux systèmes, conçus comme oscillateurs auto-entretenus. Enfin le modèle du complexity matching repose sur l’hypothèse d’une coordination multi-échelle entre les deux systèmes en interaction. Dans un premier temps, nous développons des tests statistiques permettant de repérer dans les données expérimentales les signatures typiques de ces trois modes de coordination. Nous proposons notamment une signature multifractale, basée sur l’analyse des corrélations entre les spectres multifractals caractérisant les séries produites par les deux systèmes en interaction. Nous développons également une analyse de cross-corrélation fenêtrée, qui permet de dévoiler les processus locaux de synchronisation mis en œuvre. Ces études nous permettent de revisiter un certain nombre de travaux antérieurs. Nous montrons notamment que si la synchronisation de tâches discrètes telles que le tapping repose en effet sur des processus de correction discrète des asynchronies, la synchronisation de tâches continues telles que les oscillations de pendules est essentiellement basée sur les mêmes principes de correction discrète, et non sur un couplage continu des effecteurs. Nos résultats indiquent également que la synchronisation peut révéler des mécanismes hybrides mixant notamment correction des asynchronies et complexity matching. Enfin nous mettons en évidence que la marche synchronisée met en œuvre un effet dominant de complexity matching, d’autant plus prégnant que les deux partenaires sont étroitement couplés (marche bras-dessus-bras-dessous). Nous proposons dans un second temps d’exploiter ce résultat pour tester la possibilité d’une restauration de la complexité chez les personnes âgées. Le vieillissement a en effet été caractérisé comme un processus de perte graduelle de complexité, et cet effet a été notamment documenté dans le domaine de la locomotion. Il a notamment été montré que la perte de complexité corrélait avec la propension à la chute. La théorie du complexity matching suppose que deux systèmes en interaction tendent à aligner leurs niveaux de complexité. Elle suppose également que lorsque deux systèmes de niveaux différents de complexité interagissent, le système le plus complexe tend à attirer le moins complexe, engendrant un accroissement de la complexité chez le second. Nous montrons, dans un protocole au cours duquel des personnes âgées sont invitées à marcher bras-dessus-bras-dessous avec un accompagnant jeune, que la synchronisation entre les deux partenaires est réalisée au travers d’un effet d’appariement des complexités, et que l’entrainement prolongé en marche synchronisée permet une restauration de la complexité de la locomotion chez les personnes âgées. Cet effet perdure lors d’un post-test réalisé deux semaines après la fin de l’entraînement. Ce résultat, outre le fait qu’il conforte un des aspects essentiels de la théorie du complexity matching, ouvre de nouvelles voies de recherche pour la conception de stratégies de réhabilitation et de prévention de la chute. / Several theoretical frameworks have attempted to account for interpersonal synchronization processes. Cognitive theories suggest that synchronization is achieved through discrete and mutual corrections of asynchronies between the two partners. The dynamic theories are based on the assumption of a continuous coupling between the two systems, conceived as self-sustained oscillators. Finally, the complexity matching model is based on the assumption of a multi-scale coordination between the two interacting systems. As a first step, we develop statistical tests in order to identify, in experimental data, the typical signatures of these three modes of coordination. In particular, we propose a multifractal signature, based on the analysis of correlations between the multifractal spectra characterizing the series produced by the two interacting systems. We also develop a windowed cross-correlation analysis, which aims at revealing the nature of the local synchronization processes. These studies allow us to revisit a number of previous works. We show that if the synchronization of discrete tasks such as tapping relies on discrete correction processes of asynchronies, the synchronization of continuous tasks such as pendulum oscillations is essentially based on the same principles of discrete correction, and not on a continuous coupling of effectors. Our results also indicate that synchronization could be sustained by hybrid mechanisms mixing notably asynchronies correction and complexity matching. Finally we highlight that synchronized walking is based on a dominant effect of complexity matching, especially when partners are closely coupled (arm-in-arm walking). We propose in a second step to exploit this result to test the possibility of a restoration of complexity in the elderly. Aging has indeed been characterized as a process of gradual loss of complexity, and this effect has been particularly documented in the field of locomotion. In particular, it has been shown that the loss of complexity correlates in older people with the propensity to fall. Complex matching theory assumes that two interacting systems tend to align their complexity levels. It also assumes that when two systems of different levels of complexity interact, the more complex system tends to attract the less complex, causing an increase in complexity in the second. We show, in a protocol in which older people are invited to walk arm-in-arm with a younger companion, that synchronization between the two partners is achieved through a complexity matching effect, and that prolonged training in such synchronized walking allows a restoration of the complexity of locomotion in the elderly. This effect persists during a post-test conducted two weeks after the end of the training sessions. This result, in addition to reinforcing one of the essential aspects of the theory of complexity matching, opens new avenues of research for the design of rehabilitation and fall prevention strategies.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2019MONT4001 |
| Date | 18 February 2019 |
| Creators | Al Murad, Zainy Mshco Hajy |
| Contributors | Montpellier, Delignières, Didier |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
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