Tesi sul tema "Activité motrice – Développement"

L'analyse de l'activité électromyographique (EMG) corrélative de l'imagerie motrice (IM) et l'effet de l'entraînement mental sur l'amélioration et le recouvrement de la force musculaire permettent de mieux comprendre les mécanismes nerveux de l'IM et l'importance du contenu de l'image mentale. Une activité EMG subliminale a en effet été enregistrée lors de l'IM, validant l'hypothèse d'une inhibition incomplète de la commande motrice. Elle était modulée selon l'intensité de l'effort mental et le régime de contraction, comme lors d'une contraction physique. Ces données renforcent l'équivalence physiologique entre IM et exécution réelle. Les programmes d'entraînement et de réhabilitation intégrant l'IM s'appuient sur ces données théoriques. L'amélioration de la force musculaire était significativement plus importante suite à un entraînement combinant répétitions physiques et mentales, comparativement à une pratique physique seule, même si l'effet ne concernait que certains groupes musculaires. Ce travail démontre également l'efficacité d'un entraînement par IM, lorsqu'il est associé à des soins de kinésithérapie, après rupture du ligament croisé antérieur ou brûlure de la main. L'IM jouerait un rôle prépondérant dans l'activation des programmes moteurs et faciliterait la récupération fonctionnelle. L'IM peut donc être considérée comme un complément bénéfique aux programmes d'entraînement et de réhabilitation dans le développement et le recouvrement des fonctions motrices

L'ablation du cortex sensorimoteur a ete realisee chez le chat depuis la naissance jusqu'a l'age adulte. Chez tous les animaux operes, l'organisation proximo-distale de l'ensemble du mouvement et la programmation du transport du membre, observes chez les temoins, etaient detruites. Par contre, chez les animaux operes avant un mois postnatal, les performances de la prehension pouvaient atteindre celles des temoins. Les projections corticospinales, en provenance de l'hemisphere intact, se terminaient comme chez les temoins, mais chez tous les animaux operes avant un mois postnatal, elles se terminaient aussi dans toute la substance grise spinale ipsilaterale. Au niveau supraspinal, les nouvelles projections corticofuges se terminaient sur differentes structures du tronc cerebral impliquees dans des voies descendantes, des voies ascendantes, ainsi que des voies ascendantes, ainsi que des boucles cortico-cerebello-corticales. La plasticite neonatale post-lesionnelle des projections corticofuges depuis l'hemisphere intact etait caracterisee par sa profusion et sa signification fonctionnelle. Cette plasticite permettait la compensation de la prehension, sa profusion ne suffisait pourtant pas a compenser la programmation de l'ensemble du mouvement

De nombreux travaux ont suggéré que le développement de l’imagerie motrice (IM) est lié à celui des modèles internes de l’action qui permettent à l’enfant d’adopter un contrôle prédictif de l’action. Or, l’amélioration développementale du contrôle prédictif dépendrait de la capacité des enfants à intégrer les informations sensorielles (notamment visuelles et proprioceptives) impliquées dans le guidage de l’action. La problématique posée par ce travail de thèse consiste à déterminer si la capacité d’IM est également liée à la capacité d’intégration sensorielle. Comment les performances d’imagerie motrice d’enfants âgés de 5, 7 et 9 ans sont-elles modulées lorsqu’un retour sensoriel relatif à l’action à imaginer leur est donné ? Pour ce faire, nous avons réalisé quatre expériences qui utilisent toutes le paradigme de chronométrie mentale dans une situation de marche. Les résultats principaux indiquent que la capacité à évoquer mentalement les conséquences proprioceptives de l’action émerge seulement aux alentours de 7 ans. Avant l’âge de 7 ans, les enfants s’appuieraient sur d’autres modalités sensorielles (visuelle et/ou auditive) pour former une image de soi en action. Les composantes visuelle et/ou auditive pourraient également participer au processus d’IM chez les enfants de 7 et 9 ans. L’ensemble de nos données nous permettent de conclure que le développement de l’IM est lié à celui de la capacité à intégrer les informations sensorielles impliquées dans le contrôle du mouvement réel. Ces données présentent un enjeu pour la réhabilitation motrice puisqu’elles offrent la possibilité d’envisager les contextes qui favorisent ou entravent l’évocation du processus d’IM
These last years, numerous studies have suggested that motor imagery development is intimately related to the unfolding ability to generate and monitor internal models of action involved in feedforward control. Improvement of feedforward control during childhood is intimately related to the ability to integrate sensorimotor information (especially visual and proprioceptive) in order to control motor actions. The aim of this work is to evaluate whether motor imagery is also related to sensorimotor integration. The main goal the present researches is to determine to which extent motor imagery ability varies according to sensory information related to the simulated action. In order to reach this goal, four experiments were conducted in 5-, 7- and 9 year-old children. A mental chronometry paradigm was used in a situation based on a walking task. The main results show that the ability to evoke proprioceptive consequences of one’s own action emerges at approximately 7 years of age, because of the improvement of proprioceptive acuity. Before 7 years of age, children rely on other sensory modalities (visual and/or auditory) to generate a simulated action of their own displacement. In 7 and 9 year-old children, motor imagery can involve the use of different modalities not only proprioceptive but also visual and/or auditory. Taken together, results suggest that motor imagery development is related to the ability of children to process and use sensory information required for the planning and controlling of actions. Our data are important for motor rehabilitation since the use of sensory information could help to improve motor imagery ability in children

Le rat acquiert une posture quadrupede immature a la fin de la premiere semaine. Cette these vise a determiner dans quelle mesure le developpement fonctionnel du systeme nerveux central rend compte de la maturation tardive de la posture. Le developpement moteur des membres posterieurs, a ete aborde a l'aide d'un test comportemental dans lequel l'ensemble de l'animal est incline dans un plan vertical (nez vers le haut). Les enregistrements electromyographiques des muscles triceps surae et l'analyse du mouvement de la cheville demontrent l'utilisation croissante des segments distaux au cours de la premiere semaine postnatale. Durant cette periode, l'etude de la maturation des voies descendantes ventrales, impliquees dans le controle postural, a ete realisee sur une preparation in vitro tronc cerebral/moelle epiniere isolee de rats nouveau-nes (0-6 jours). Les reponses enregistrees au niveau des motoneurones (mn) ou des racines ventrales, suggerent une arrivee progressive des axones descendants dans l'elargissement lombaire. L'identification fonctionnelle des motoneurones (flechisseurs ou extenseurs de la cheville) montre que l'acquisition d'une capacite de decharge des motoneurones extenseurs est plus tardive. Ce developpement differentiel, associe a la mise en place des voies descendantes, peut rendre compte du passage d'une posture en flexion a une posture quadrupede en extension au cours de l'ontogenese. L'etude realisee sur les rats nouveau-nes exposes a un accroissement du vecteur gravitationnel montre l'importance des facteurs environnementaux sur la mise en place du controle supraspinal. Les resultats montrent une perturbation dans la mise en place des voies descendantes au niveau lombaire. La realisation de ces travaux nous a permis d'identifier certains mecanismes fondamentaux de l'ontogenese de la motricite, en particulier la maturation precoce des generateurs spinaux dont l'expression, in vivo, est limitee par le developpement tardif du controle postural.

Les différences interindividuelles dans la régulation de l'attention visuelle durant l'enfance sont souvent interprétées en terme de stratégies dans la prise et le traitement de l'information (Colombo, 1993, 1995). Peu de recherches se sont intéressées au lien entre attention visuelle et posture. Pourtant l'orientation visuelle du bébé varie selon la posture pendant une interaction mère-enfant (Fogel, Dedo, Mcewen, 1992) mais l'organisation dynamique de l'attention n'est pas mentionnée dans des situations standardisées. Une première étude longitudinale veut montrer l'influence du développement postural sur l'organisation dynamique de l'exploration visuelle chez des nourrissons âgés de 3 et 5 mois. Un dispositif expérimental permet de varier leur posture tout en gardant constante la relation spatiale entre leurs yeux et les stimuli. A 3 mois, les sujets sont installés en position couchée et assise inclinée (45ʿ). Cette dernière position pose des problèmes au niveau du maintien de la tête. A 5 mois, ils sont installés en position assise inclinée et assise (60ʿ). Plus la posture est redressée, plus il est difficile pour le sujet de maintenir son axe corporel. De ce fait, le tonus musculaire a été évalué et a permis de contraster 2 groupes (les hypotoniques et les hypertoniques). L'hypothèse générale est qu'en position érigée, un enfant hypotonique qui contrôle moins sa posture qu'un enfant hypertonique organisera différemment son exploration visuelle. Une paire de stimuli en 3 dimensions est présentée dans le champ distal durant 2 minutes dans chaque posture. A partir des résultats obtenus, une seconde étude a été réalisée en présentant les cibles dans le champ de préhension (proximal), seulement a des enfants âgés de 5 mois. L'organisation dynamique de l'attention est évaluée selon le nombre et la durée des fixations sur chaque cible, le nombre de changement d'une cible à une autre (alternances) et le nombre de retour du regard sur une cible préalablement explorée (répétitions).

Introduction : Les enfants prématurés (EP) courent un risque jusqu’à 5 fois plus élevé d’avoir des difficultés en écriture que leurs pairs nés à terme (AT). Ainsi, il est pertinent d’étudier les composantes pré-requises à l’apprentissage de l’écriture. Objectifs : Comparer les habiletés d’intégration visuo-motrice et de dextérité manuelle de 3 groupes d’enfants âgés de 5.9 ans. Méthodologie : Le groupe 1 est formé de 23 EP (< 28 semaines), le groupe 2 est constitué de 31 EP (28-32 semaines) et le groupe 3 regroupe 35 enfants AT. Les habiletés d’intégration visuo-motrice (Beery-VMI) et de dextérité manuelle (M-ABC) sont évaluées en laboratoire. Résultats : Sur toutes les épreuves mesurées, les enfants du groupe 1 ont une performance inférieure à ceux des groupes 2 et 3. Conclusion: Il existe une hétérogénéité au sein du groupe EP. Les résultats mettent en évidence l’importance d’un suivi de cette population avant l’entrée scolaire.

Cette thèse s’inscrit dans une approche psychologique développementale de la prématurité et plus précisément de recherche de signes précoces, précurseurs de développement normal. Nous avons évalué, dans un premier temps, qualitativement et quantitativement la motricité spontanée de bébés grands prématurés à 35 semaines d’âge gestationnel (AG) afin d’affiner le diagnostic neurologique de ces bébés. Les résultats montrent que, dès 35 semaines AG, il est possible de caractériser deux profils d’activité motrice différents. Dans un second temps, nous avons évalué le devenir cognitif et émotionnel de ces enfants à 12 et 24 mois, en les comparant aux résultats d’enfants nés à terme et observés aux mêmes âges, en se focalisant sur les fonctionnements exécutifs et les comportements de régulation émotionnelle produits au cours de tâches de résolution de problèmes. Les résultats montrent qu’à 12 mois, les scores d’intention obtenus dans une tâche de résolution de problèmes à trois étapes ne se différencient pas statistiquement entre les deux groupes d’enfants mais que les enfants anciens prématurés orientent davantage leurs actions vers l’objet que vers l’adulte. A 24 mois, dans une tâche complexe de résolution de problèmes avec délai, les résultats ne permettent pas de conclure que les fonctionnements exécutifs des enfants anciens prématurés se différencient de ceux des enfants nés à terme. Les résultats concernant les comportements de régulation émotionnelle vont dans le même sens que ceux obtenus à 12 mois. Enfin, l’approche longitudinale montre que les résultats obtenus à 12 mois ne sont pas prédictifs des performances réalisées à 24 mois dans des tâches spécifiques de résolution de problèmes. Pour conclure, notre étude montre l’intérêt d’une approche interdisciplinaire pour avancer dans la connaissance du développement de l’enfant né grand prématuré
This thesis proposes a developmental psychological approach of prematurity. More precisely, early signs in preterm infants (less than 33 weeks of gestational age) of normal development have been investigated. Firstly, spontaneous motricity has been measured via actigraphic techniques in the goal to valid the diagnostic and pronostic value of such measures. At early as 35 weeks of gestational age, the results demonstrate the possibility to differentiate two motor activity profiles. Secondly, we compared the cognitive and emotional development of these preterm infants with full-term infants at 12 and 24 months. Particularly, we focused on executive processes and emotional regulation behaviors in two distinct problem solving tasks. At 12 months, the intention scores at three steps task show no statistical differences between the two groups. Nevertheless, the preterm infants more preferentially direct their actions towards the object than the adult. At 24 months, the results at a complex task with delay reveal no differences in the executive processes between the two groups. The results if emotional regulation behaviors are in well-accordance with those obtained at 12 months. Finally, a longitudinal approach shows that performance at a specific problem solving task at 12 months are not predictive of those observed at 24 months. To conclude, a psychological approach enlightens new perspectives and the interest of an interdisciplinary approach of the prematurity follow-up

L'enfance est une période de construction de l'organisme durant laquelle des interactions avec l'environnement et une activité physique régulière sont nécessaires à la maturation des réseaux neuronaux. Ainsi, un dialogue constant entre le muscle et le cerveau assure le développement harmonieux des fonctions motrices. Cependant, une activité sensorimotrice atypique durant l'enfance (qu'elle soit due à un manque d'activité physique, à des troubles neurodéveloppementaux ou à des situations pathologiques telles qu'un alitement prolongé) perturbe le dialogue muscle - cerveau et un cycle délétère et auto-entretenu s'installe : l'activité sensorimotrice atypique génère des mouvements anormaux/atypiques qui induisent une rétroaction somatosensorielle atypique vers le système nerveux central immature. Ceci entraine une désorganisation des circuits sensorimoteurs et la commande motrice se trouve modifiée. Les propriétés musculaires sont affectées, ce qui impacte la réalisation du mouvement et renforce la production de mouvements anormaux. L'ensemble de ces éléments pourra affecter au final la vie future de l'enfant. Toutefois, les conséquences d'une activité sensorimotrice atypique sur le développement du système neuromusculaire restent parcellaires à ce jour et requièrent un intérêt particulier.L'objectif principal de cette thèse est d'avancer dans la compréhension des effets de la restriction sensorimotrice sur le dialogue muscle - cerveau. Pour répondre à cette problématique, des études ont été menées à partir d'un modèle animal de RSM qui consiste à immobiliser les pattes postérieures des ratons du jour postnatal 1 (P1) à P28. Il reproduit un phénotype moteur proche de celui décrit chez les patients atteints de trouble développemental de la coordination (modifications musculosquelettiques durables, déficits locomoteurs, hyper-réflexie spinale...).Une première étude s'est intéressée aux effets de la RSM sur la maturation du système neuromusculaire à travers l'analyse des réflexes neurodéveloppementaux, qui dépendent étroitement du développement des muscles et représentent en outre des indicateurs fiables du développement neurologique et comportemental. Outre la voie neuronale sensorimotrice, le muscle et le cerveau communiquent également par voie endocrinienne, et notamment via les myokines, des molécules sécrétées par les muscles squelettiques en réponse à l'activité physique. Parmi ces myokines, l'intérêt s'est porté sur l'irisine et sur son précurseur (FNDC5). L'irisine est considérée comme un véritable médiateur des effets bénéfiques de l'exercice au niveau du système nerveux central, où elle induit notamment l'expression de BDNF. Ainsi, dans une seconde étude, nous avons quantifié les taux de myokines (irisine) dans le muscle et le cerveau. Enfin, nous avons voulu déterminer si la RSM précoce (de P1 à P28) pouvait avoir des effets fonctionnels à long terme (P60-P90).Ces études démontrent que la RSM induit 1) une diminution du poids corporel ainsi qu'une atrophie des muscles des pattes postérieures, qui touche préférentiellement le soleus ; 2) un retard dans le développement moteur et l'apparition des principaux réflexes neurodéveloppementaux ; 3) une augmentation de FNDC5/irisine dans le soleus, le plasma et certains structures cérébrales, sans augmentation de BDNF et 4) des effets à long terme et notamment une altération des performances motrices.Ainsi, la RSM et les faibles interactions avec l'environnement au cours du développement entrainent une altération de la maturation du système neuromusculaire. L'augmentation de FNDC5/irisine dans le soleus suggère l'existence d'un mécanisme adaptatif qui se mettrait en place afin de réduire l'impact de la RSM. Enfin, les conséquences à P60-P90 de la RSM soutiennent l'idée qu'il existe des périodes critiques, de « programmation », pendant lesquelles des facteurs négatifs tels que l'inactivité physique peuvent entrainer des conséquences à court et à long termes
Childhood is a period of construction of the organism, during which interactions with the environment and regular physical activity are necessary for the maturation of neuronal networks. Thus, a constant dialogue between muscle and brain ensures the harmonious development of motor functions. However, atypical sensorimotor activity (whether due to lack of physical activity, neurodevelopmental disorders or pathological situations such as prolonged bed rest) disrupts the muscle-brain dialogue and a deleterious and self-perpetuating cycle is established: atypical sensorimotor activity generates abnormal/atypical movements which induce atypical somatosensory feedback to the immature central nervous system. This leads to disorganization of sensorimotor circuits and motor control is altered. Muscle properties are affected, which impacts movement and reinforces the production of abnormal movements. All of these elements could ultimately affect the child's future life. However, the consequences of atypical sensorimotor activity on the development of the neuromuscular system remain fragmentary to date and deserve special interest.The main objective of this thesis is to improve our understanding of the effects of sensorimotor restriction (SMR) on muscle-brain dialogue. To address this issue, studies were carried out using an animal model of SMR, which consists of immobilizing hindlimbs of the pups from postnatal day 1 (PND1) to PND28. This model reproduces a motor phenotype close to that described in patients with developmental coordination disorder (long-lasting musculoskeletal changes, locomotor deficits, spinal hyperreflexia, etc.).A first study focused on the effects of SMR on the maturation of the neuromuscular system through analysis of neurodevelopmental reflexes which are closely related on muscle development and are also reliable indicators of neurological and behavioral development. In addition to the sensorimotor neuronal pathway, muscle and brain also communicate via the endocrine pathway, especially through myokines, molecules secreted by skeletal muscles in response to physical activity. Among these myokines, interest has focused on irisin and its precursor (FNDC5). Irisin is considered to be a true mediator of the beneficial effects of exercise in the central nervous system, where it notably induces BDNF expression. Thus, in a second study, we quantified myokines (irisin) levels in muscle dans brain. Finally, we wanted to determine whether early RSM (from P1 to P28) could have long-term functional effects (P60-P90).These studies demonstrate that SMR induces 1) a decrease in body weight and atrophy of hindlimb muscles, preferentially affecting the soleus; 2) a delay in motor development and in the appearance of the main neurodevelopmental reflexes; 3) an increase in FNDC5/irisin in soleus, plasma and some brain structures, without any change for BDNF and 4) long-term effects including motor performance impairment.Thus, SMR and weak interactions with the environment during development lead to impaired maturation of neuromuscular system. The increase in FNDC5/irisin in the soleus suggests the existence of an adaptive mechanism that could reduce impact of SMR. Finally, the effects of SMR at P60-P90 support the idea that there are critical, “programming” periods, during which negative factors such as physical inactivity can lead to short- and long-term consequences

La MFM est une échelle d'évaluation fonctionnelle validée pour le diagnostic et le suivi clinique des patients atteints une maladie neuromusculaire. Elle permet d’anticiper les besoins d'adaptation des patients, de fournir un langage commun à tous les professionnels et d’évaluer les effets des différents traitements thérapeutiques. Pour améliorer les performances des mesures, la reproductibilité des évaluations et la participation des patients, il est proposé de développer un outil d'assistance aux thérapeutes basé sur des technologies accessibles. Cette thèse est ainsi développée selon quatre axes de recherche: (1) le choix d'un capteur de mouvement 3D en remplacement du capteur KinectTM de Microsoft, (2) le développement un logiciel sur Tablette pour l'évaluation de la motricité fine, (3) la proposition d‘un environnement ludique pour motiver les jeunes patients lors des évaluations et (4) des propositions pour intégrer l'outil à la pratiques actuelle des thérapeutes. Ce contexte de travail suggère fortement l’utilisation d’une approche de conception centrée sur l'utilisateur (CCU), dans laquelle les thérapeutes et patients sont sollicités pour exprimer leurs besoins à chaque étape du processus de conception. Comme résultats, en remplacement de la Kinect, le capteur VicoVr a montré une meilleure performance dans le contexte de la MFM que le capteur Intel® RealSense™. Le logiciel développé de cotation automatique de la motricité fine TabMe2 a obtenu de très bons résultats pour 3 items considérés de la MFM. 7 animations ludiques pour la MFM ont été développées selon une approche issue du développement de Serious Games. Enfin, une d’intégration de tous les outils développés a été proposée par l’intermédiaire d’une interface sur mesure déjà familière des kinésithérapeutes, pour en faciliter leur adhésion
The MFM is a validated functional evaluation scale for the diagnosis and clinical monitoring of patients with neuromuscular disease. It anticipates the adaptation needs of patients, provides a common language for all professionals and assesses the effects of different therapeutic treatments. To improve the performance of measurements, the reproducibility of evaluations and patient participation, it is proposed to develop a tool, based on accessible technologies, for assisting therapists. Thus, this thesis is developed along four research axes: (1) the choice of a 3D motion sensor to replace the Microsoft KinectTM sensor, (2) the development of software on a Tablet for the assessment of fine motor skills, (3) the proposal of a playful environment to motivate the young patients during the evaluations and (4) proposals to integrate the tool into the current practices of the therapists. This working context strongly suggests the use of a user-centered design approach (UCD), in which therapists and patients are asked to express their needs at each stage of the design process. As results, replacing the Kinect, the VicoVr sensor showed better performance in the context of MFM than the Intel® RealSenseTM sensor. The automatic fine motor rating TabMe2 software developed obtained very good results for 3 items considered from the MFM. 7 fun animations for the MFM were developed according to an approach resulting from the development of Serious Games. Finally, an integration of all the tools developed has been proposed through a custom interface already familiar to physiotherapists, to facilitate their adherence

Le but de cette thèse est d’examiner la prédiction motrice dans une perspective life-span. Nous avons réalisé 3 études en comparant les paramètres temporels de mouvements exécutés (ME) et imaginés (MI) chez les adultes jeunes et âgés. Nos résultats montrent une isochronie entre les MI et ME chez tous les sujets pour des tâches motrices sans contraintes spatiotemporelles fortes. Cependant, quand la difficulté spatiotemporelle augmente, une différence temporelle significative entre MI et ME apparaît chez les sujets âgés. Cette différence est plus importante pour la main non-dominante (MND, gauche) comparée à la main dominante (MD, droite). Ces résultats suggèrent qu’il existe un déclin progressif avec l’âge de la prédiction du mouvement. Nous avons également évalué la capacité des enfants de 6, 8 et 10 ans à imaginer leurs mouvements (traçage des labyrinthes dont la taille variait). Lors de la 1ère étude, nous avons trouvé (i) que les enfants ne modulaient pas la durée des MI en fonction de la taille de labyrinthes, comme le faisaient pour les ME ; (ii) que la durée des MI était inférieure à celle des ME pour toutes les tailles de labyrinthes chez tous les enfants. Cependant, nous avons observé que la corrélation entre les durées des ME et MI augmentait significativement avec l’âge. Lors de la 2ème étude, nous avons examiné si la préférence manuelle était intégrée dans l’imagerie motrice. Nos résultats ont montré que les ME et MI étaient plus rapides pour la MD par rapport à ceux de la MND. Ces résultats indiquent une amélioration progressive avec l’âge de la prédiction du mouvement, et une intégration précoce de la préférence manuelle dans la représentation du mouvement
The aim of this thesis is to examine the motor prediction process from a life-span perspective. We carried out 3 experiments, in which we compared the temporal parameters of executed (EM) and imagined movements (IM) of young and elderly adults. Our results showed an isochrony between IM and EM for all adults when the motor task did not imply high spatiotemporal constraints. However, when the spatiotemporal difficulty of the task increased, a significant temporal difference occurred between IM and EM in elderly adults only. This difference was greater for the non-dominant arm (MND, left) than the dominant arm (MD, right). These results suggest a progressive decline of motor prediction with advance in age. We also examined the capacity of children, age 6, 8, 10 years, to imagine their own movements (tracing between mazes with different widths). In the 1st study, we found that children did modulate the duration of IM according to the maze widths, as they did for the EM, and that duration of IM was inferior to that of EM for all maze widths and for all children. However, we found that the correlation between the duration of EM and IM significantly increased with age. In the 2nd study, we examined if manual preference is integrated into the action representation. Our findings revealed that EM and IM were faster for the MD compared to MND. These results suggest a progressive improvement of motor prediction with age and also put forward the idea that manual preference is early integrated into action representation

Cette recherche analyse la façon dont le système cognitivo-moteur des enfants âgés de 26 à 38 mois intègre les informations spatiales dans son plan d'action. Les caractéristiques spatio-temporelles sont analysées lorsque le mouvement est contraint par le plan horizontal (tâche graphique) et lorsqu'il est non contraint (tâche d'atteinte). Une troisième expérience évalue le rôle de la trace laissée par le stylo. Nous avons montré que la règle d'isochronie était disponible dès l'âge de 26 mois. Cependant, la régulation de la vitesse en fonction de la distance de la cible est sensible à la nature de la tâche et la position de la cible. La variation des paramètres de la programmation motrice en fonction de la direction de la cible en atteinte n'a pas été mise en évidence pour la tâche graphique. Par ailleurs, la comparaison des deux tâches pose la question du rôle des contraintes d' exécution du mouvement sur les processus de planification des trajectoires. La troisième expérience montre que la trace du stylo ne modifie pas la rectitude des trajectoires tracées et qu'elle constitue une charge cognitive chez l'enfant entre 35 et 38 mois pour la prise en compte des caractéristiques spatiales de la tâche
This study looks at the motor organization of pointing and drawing movements in the third year of age. Thirty seven children between the ages of 26 and 38 months performed a pointing and a drawing task on the horizontal plane. In both tasks, the child had to join two separate points. The location of the target was defined by its distance from the child (13 or 20 cm) and its direction with respect to the child's mid-body line (5 positions, ranging from 90° to the right and 90° to the left). A kinetic analysis can account for the organization of pointing and drawing movements during thie third year of life. First, these two tasks lead to conclude that similar mechanisms exist to integrate spatial information in a motor task : mean speed and amplitude of peak velocity are increased when the distance to cover is longer (isochrony). Second, our results show a differentiation between drawing and pointing concerning the planning of the trajectories. A third experience enables us to conclude that this differentiation is not attributable to the pen trace

L’association entre les diagnostics de trouble du spectre autistique de haut niveau (TSA-HN) et de trouble du déficit de l’attention et hyperactivité (TDAH) est fréquente, bien qu’il s’agisse de diagnostics mutuellement exclusifs. Les études comparatives des habiletés sensorielles, motrices et adaptatives auprès de ces deux clientèles sont rares. L’étude visait à comparer les habiletés sensori-motrices et les comportements adaptatifs des enfants avec un diagnostic de TSA-HN + TDAH avec ceux ayant un TDAH ou un TSA-HN seul, et à déterminer l’association entre les habiletés sensori-motrices et l’autonomie. Trente-quatre enfants, âgés de 5 à 14 ans (TSA-HN+TDAH : 13, TDAH : 17, TSA-HN : 4) ont été évalués avec le Profil sensoriel, le Bruininks-Oseretsky Test of Motor Proficiency, 2nd editition (BOT-II) et l’Adaptive Behavior Assessment System, 2nd edition (ABAS-II). Les enfants avec un TSA-HN+TDAH présentent plus d’atteintes sensorielles, motrices et adaptatives que ceux avec un TDAH. Le niveau d’autonomie est corrélé avec de meilleures habiletés sensorielles et motrices. Des interventions adaptées aux déficits sensori-moteurs permettraient potentiellement d’améliorer l’autonomie de ces enfants.
L’association entre les diagnostics de trouble du spectre autistique de haut niveau (TSA-HN) et de trouble du déficit de l’attention et hyperactivité (TDAH) est fréquente, bien qu’il s’agisse de diagnostics mutuellement exclusifs. Les études comparatives des habiletés sensorielles, motrices et adaptatives auprès de ces deux clientèles sont rares. L’étude visait à comparer les habiletés sensori-motrices et les comportements adaptatifs des enfants avec un diagnostic de TSA-HN + TDAH avec ceux ayant un TDAH ou un TSA-HN seul, et à déterminer l’association entre les habiletés sensori-motrices et l’autonomie. Trente-quatre enfants, âgés de 5 à 14 ans (TSA-HN+TDAH : 13, TDAH : 17, TSA-HN : 4) ont été évalués avec le Profil sensoriel, le Bruininks-Oseretsky Test of Motor Proficiency, 2nd editition (BOT-II) et l’Adaptive Behavior Assessment System, 2nd edition (ABAS-II). Les enfants avec un TSA-HN+TDAH présentent plus d’atteintes sensorielles, motrices et adaptatives que ceux avec un TDAH. Le niveau d’autonomie est corrélé avec de meilleures habiletés sensorielles et motrices. Des interventions adaptées aux déficits sensori-moteurs permettraient potentiellement d’améliorer l’autonomie de ces enfants.
The association between attention deficit and hyperactivity disorder (ADHD) and high functioning autism spectrum disorder (HFASD) is frequent even though they are considered as mutually exclusive diagnosis. Studies comparing sensory, motor and adaptive skills between these two diagnoses are rare. The study aimed to compare sensory processing, motor skills, and adaptive behaviors in children with a diagnosis of HFASD + ADHD to children with HFASD or ADHD alone, and to determine the relation between sensorymotor skills and adaptive behaviors. Thirty-four children, aged 5-14 years (HFASD + ADHD: n = 13, ADHD: = 17, HFASD: n=4) were evaluated with the Sensory profile, BOT-II and ABAS-II. Compared to children with ADHD alone, children with HFASD + ADHD had poorer sensory processing, motor skills and adaptive behaviors. For all children, increased autonomy in self-care was correlated with better sensory and motor skills. Interventions aiming to improve sensory and motor skills could help to increase autonomy in self-care.
The association between attention deficit and hyperactivity disorder (ADHD) and high functioning autism spectrum disorder (HFASD) is frequent even though they are considered as mutually exclusive diagnosis. Studies comparing sensory, motor and adaptive skills between these two diagnoses are rare. The study aimed to compare sensory processing, motor skills, and adaptive behaviors in children with a diagnosis of HFASD + ADHD to children with HFASD or ADHD alone, and to determine the relation between sensorymotor skills and adaptive behaviors. Thirty-four children, aged 5-14 years (HFASD + ADHD: n = 13, ADHD: = 17, HFASD: n=4) were evaluated with the Sensory profile, BOT-II and ABAS-II. Compared to children with ADHD alone, children with HFASD + ADHD had poorer sensory processing, motor skills and adaptive behaviors. For all children, increased autonomy in self-care was correlated with better sensory and motor skills. Interventions aiming to improve sensory and motor skills could help to increase autonomy in self-care.

La thèse analyse les ajustements posturaux anticipés (APA) dans une tâche de lestage bimanuel chez l'enfant de 20 à 40 mois. Préparation et perturbation posturales sont étudiées par des relevés cinématiques et stabilométriques. Nous comparons le lestage effectué par l'enfant et par l'expérimentateur. Dès 20 mois, la stabilisation posturale est plus efficace lors du lestage actif. Les APA gagnent en efficience àpartit de 30 mois. L'effet de la connaissance du poids sur l'APA lors du lestage par l'expérimentateur est ensuite exploré. A partir de 30 mois, les perturbations posturales sont limitées si l'enfant a manipulé l'objet auparavant et l'introduction d'un poids leurre détériore la stabilisation posturale. Le développement de l'APA diffère selon que la pertubation provient d'un évènement interne ou externe au sujet. Dans le 1er cas, l'APA est net à 20 mois et dans le 2nd, le recours aux représentations pour actualiser un APA apparaît autour de 30 mois
This thesis analyses anticipatory postural adjustements ( APA) in a weight loading task at age 20 to 40 months. Postural preparation and perturbations are measured by cinematic and stabilometric indicators. We compare loading by the child to loading by the experimenter. From age 20 months onward, postural stabilisation is more efficient when loading is active. APA become more efficient over 30 months of age. The effect of previous knowledge of the weight of objects in APA to the loading by the experimenter is then explored. From 30 months onward, postural perturbations are limited when the child first manipulated the object and the use of deceptive weights induces a significant deterioration of the postural stabilisation. The development of APA differ according to wether the subjection to the perturbation is internal or external. In the former case, APA are clearly present from 20 months on and the latter, it is from 30 months that the child resort to representation of weight for APA

L’objectif principal de ce projet est d’évaluer les performances cognitives et motrices d’un groupe d’enfants nés prématurément (24-36 semaines de gestation) âgés de 9 ans (N=9; âge moyen: 9.41(0.65) ans) et de les comparer à celles, d’un groupe d’enfants nés à terme du même âge (N=7; âge moyen: 9.39(0.62) ans). Le protocole utilisé, un paradigme d’attention divisée avec enjambée d’obstacle, est de nature écologique afin de représenter les exigences auxquelles les enfants d’âge scolaire font face lors d’activité sportives et récréatives. Des analyses de mouvement en trois dimensions ont été utilisées afin de quantifier les performances cognitives et motrices. Les participants ont marché sous quatre conditions de marche : marche seule, marche avec obstacle, marche avec le test de Stroop-Animal et marche avec obstacle et test de Stroop-Animal. Les résultats obtenus démontrent que l’écart entre les performances entre les groupes augmente à mesure que la tâche devient plus complexe. Ces résultats confirment que les enfants prématurés ont plus de difficultés à performer des tâches cognitives et motrices complexes. Les enfants nés prématurément sont aptes à effectuer des tâches motrices complexes mais doivent modifier leur attention et la concentrer sur celles-ci afin de les réussir.
The aim of this study was to evaluate cognitive and motor performances of preterm children (24-36 weeks of gestation) aged 9 years (N=9; mean age: 9.41(0.65) years) and to compare them to full term born children’s (N=7; mean age: 9.39(0.62) years) performances. The protocol used, obstacle negotiation while dual tasking, was ecological in nature and represented motor and cognitive challenges that school-aged children face while performing recreational and sporting activities. Three dimentional movement analysis were done in order to quantify cognitive and motor performances. Participants walked under four conditions: unobstructed walking, obstructed walking, walking with Animal-Stroop task, and obstructed walking with Animal-Stroop task. Results demonstrate that the differences in performance between groups increases as the tasks become harder. These results confirm that premature children when facing a complex environment involving both cognitive and motor tasks will show decrements/adjustments in both tasks. This population is able to perform complex tasks but needs to reallocate their attention to focus on the motor requirements of the task in order to succeed.

Les tumeurs cérébelleuses sont fréquentes chez les enfants et les déficits rencontrés au moment du diagnostic ou après le traitement sont hétérogènes. Les bases anatomiques et fonctionnelles des fonctions cérébelleuses sont de plus en plus étudiées, offrant de nouvelles perspectives sur l'implication du cervelet dans le développement des fonctions motrices et cognitives chez l'homme. Cependant ces études, utilisant diverses techniques (neuro-imagerie, stimulation électrique directe), ne sont pas parvenues à un consensus sur l'implication des différentes régions du cervelet dans ces fonctions. En effet, alors que certaines études soutenaient la dissociation entre cervelet antérieur et postérieur, impliqués respectivement dans la motricité et la cognition, d'autres soutenaient l'idée qu'une dichotomie stricte n'était pas si claire (activité motrice également présente dans le cervelet postérieur par exemple). Les études réalisées dans cette thèse sont basées sur des données anatomiques obtenues par imagerie par résonance magnétique (volume de la lésion et localisation anatomique), des données cliniques (type histologique de la tumeur et type de traitement), et des données neuropsychologiques (tests moteurs et cognitifs) d'enfants ayant bénéficié de l’exérèse d’une tumeur du cervelet. L'objectif était, pour l'étude 1, d'étudier les corrélats entre les lésions tumorales cérébelleuses et les capacités motrices et cognitives et, pour l'étude 2, de comprendre comment les performances cognitives d’un enfant au moment du diagnostic peuvent influencer les performances post-traitement chez ces enfants. Pour la première étude, nous avons utilisé la cartographie des lésions basée sur le voxel (VLSM) pour évaluer les relations de cause à effet entre la localisation des lésions tumorales cérébelleuses et les performances motrices et cognitives postopératoires. À cette fin, nous avons effectué un traçage des lésions sur des IRM préopératoires de 45 patients présentant des lésions cérébelleuses, et des tests neuropsychologiques postopératoires pour évaluer les capacités motrices (dextérité manuelle, ataxie) et la cognition (efficience intellectuelle) 4 ans après l’opération. Les résultats ont montré des déficits moteurs et cognitifs plus importants chez les enfants présentant des lésions du cervelet postérieur (lobules VIIIa et IX pour la motricité ; VIIIa et VIIIb pour la cognition). Cela suggère que l'ensemble du cervelet est impliqué dans les fonctions motrices et cognitives. La seconde étude, longitudinale, met en évidence l'évolution des capacités ou des déficits moteurs et cognitifs au cours du temps. Des enfants présentant des lésions tumorales cérébelleuses ont été évalués au moment de leur diagnostic (n=15) et 6 mois (n=9) et 18 mois (n=5) après leurs traitements chirurgical et/ou médicamenteux avec des tests neuropsychologiques (évaluation de la motricité, de l’intelligence, des fonctions exécutives et de la qualité de vie). Selon l'hypothèse de la réserve cognitive (capacité du cerveau à compenser grâce à ses ressources pour maintenir ses fonctions), nous avons voulu tester si la cognition avant la chirurgie pouvait prédire les déficits post-chirurgicaux. Les résultats ont montré que les enfants ayant une intelligence préopératoire plus élevée avaient de meilleures performances postopératoires, et que cet effet était médié par l'âge. Dans l'ensemble, ces études ont permis de tester les hypothèses selon lesquelles les parties antérieure et postérieure du cervelet sont toutes deux impliquées dans les fonctions motrices et cognitives, mais aussi que la cognition préopératoire est prédictive de la récupération postopératoire. Ces résultats sont importants au niveau fondamental mais sont également essentiels pour améliorer la prise en charge de ces enfants, notamment par une intervention précoce avec des protocoles de rééducation précis et ciblés
Cerebellar tumors are common in children, and the deficits encountered at diagnosis or after treatment are heterogeneous. The anatomical and functional bases of cerebellar functions are being increasingly studied, offering new insights into the cerebellum’s involvement in the developing motor and cognitive functions in humans. However, these studies, employing various techniques (neuroimaging, direct electrical stimulation), failed to reach a consensus regarding the involvement of different cerebellum regions in these functions. Whereas a few studies supported the dissociation between anterior and posterior cerebellum, involved in motor and cognition respectively, others supported the idea that a strict (anterior/posterior) dichotomy was not so clear (e.g. motor activity associated with both anterior and posterior cerebellum). The studies carried out in this thesis were based on anatomical data obtained by magnetic resonance imaging, clinical data (histological type of tumor, type of treatment, lesion volume), and neuropsychological data (motor and cognitive tests) from children who underwent cerebellum tumor resection. The aim was, for study 1; to investigate the cerebellum's correlates between cerebellar tumor lesions and motor and cognitive abilities and, for study 2; to understand how a child's cognitive performance at the time of diagnosis may influence post-treatment performance in these children. For the first study, we used voxel-based lesion-symptom mapping (VLSM) of the cerebellum to assess the causal relationships between tumor lesion location and post-operative motor and cognitive performance. To this end, we performed lesion tracing on preoperative MRI scans of 45 patients with cerebellar lesions, and postoperative neuropsychological tests to measure motricity (manual dexterity, ataxia) and cognition (general intelligence efficiency) at 4 years post-surgery. The results showed greater motor and cognitive deficits in children with lesions of the posterior cerebellum (such as lobules VIIIa and IX for motricity; VIIIa and VIIIb for cognition). This suggests that the entire cerebellum is involved in motor and cognitive functions. The second, longitudinal, study highlights the evolution of motor and cognitive abilities or deficits over time. Children with cerebellar tumor lesions were evaluated at the time of diagnosis (n=15) and 6 months (n=9) and 18 months (n=5) after surgical and/or drug treatment, using neuropsychological tests (motor skills, intelligence, executive functions and quality of life). According to the cognitive reserve hypothesis (the brain's ability to use its resources to compensate and maintain its functions), we wanted to test whether cognition before surgery could predict post-surgery deficits. The results showed that children with higher preoperative intelligence performed better postoperatively, and that this effect was mediated by age. Taken together, these studies allowed to test the hypotheses that the anterior and posterior part of the cerebellum are both involved in motor and cognitive functions, but also that the pre-surgery cognition is predictive of post-operative recovery. These results are not only important at the fundamental level but are also essential for improving the care of these children, particularly through early intervention with precise and targeted rehabilitation protocols

L'acquisition du contrôle postural et de la locomotion est centrale au développement moteur et cognitif du nourrisson et toute anomalie du développement neuromoteur peut avoir des conséquences néfastes sur le développement futur de l'enfant. Cette question est particulièrement sensible chez les grands prématurés dont le nombre est en constante augmentation et pour lesquels il existe un risque accrus d'anomalie neuromotrice, allant du déficit sensorimoteur mineur à la paralysie cérébrale. Face à ce constat, il est urgent de mettre en place des stratégies d'intervention très précoces pour stimuler le développement moteur de ces enfants, durant la période de haute plasticité des systèmes nerveux et musculo-squelettique suivant la naissance. Dans une revue systématique sur le sujet, nous montrons que très peu d'interventions existent pour stimuler le développement de la mobilité de nourrissons à risque d'anomalie neuromotrice de façon précoce i.e. avant l'âge de 12 mois. De plus, ces études répondent souvent peu aux critères de qualité exigés par la communauté internationale (Dumuids-Vernet et al., 2022). Cette thèse propose de tester la faisabilité, la qualité et l'efficacité d'une nouvelle intervention précoce qui vise à stimuler le développement de la motricité de grands prématurés, dès leur sortie du service de néonatologie. Le principe de l'intervention est de les entraîner à domicile à se propulser de façon quadrupède, chaque jour pendant huit semaines, à l'aide d'un mini skate sur lequel ils sont allongés sur le ventre (entraînement Crawli). Nos résultats montrent une bonne faisabilité d'un tel entraînement testé sur des grands prématurés ne présentant pas de lésion cérébrale majeure, mais à risque d'anomalie motrice. Par ailleurs, le suivi longitudinal du développement moteur par l'échelle du Bayley et général par le questionnaires ASQ-3 de ces enfants, montre un effet positif de l'entraînement Crawli. Les prématurés ayant reçu un entraînement Crawli obtiennent des scores de motricité globale au Bayley plus élevés entre 2 et 12 mois d'âge corrigé tous âges confondus, que des prématurés ayant reçu un entraînement équivalent sur le ventre, sur un matelas mais sans mini skate (entraînement Tapis) ou un suivi médical classique (Contrôle). En outre, un plus grand nombre de nourrissons du groupe Crawli que des groupes Tapis ou Contrôle, réussissent les items spécifiques du Bayley sur le développement du port de tête à 2 mois d'âge corrigé (AC) et sur l'acquisition de la marche quadrupède à 9 mois AC, qui sont reconnus comme des étapes motrices importantes du développement moteur. Les nourrissons entraînés en Crawli obtiennent également de meilleurs résultats sur leur développement général, et en particulier sur leur niveau de communication à l'ASQ-3 à 9 mois AC et sur les habilités motrices fines à 12 mois AC que les nourrissons des groupes Contrôle et Tapis. Enfin, après entraînement, les prématurés du groupe Crawli présentent des scores moteurs et généraux qui rejoignent la normalité. En effet, les scores Bayley après entraînement et ASQ-3 à 9 et 12 mois AC, du groupe Crawli ne sont pas différents de ceux des nourrissons nés à terme, contrairement aux prématurés Tapis et Contrôle dont les scores moteurs sont significativement moins bons à 2 mois AC que ceux des nourrissons nés à terme. Les scores généraux de l'ASQ-3 du groupe Contrôle à 9 et 12 mois AC sont également inférieurs à la norme typique. Les scores élevés obtenus par notre étude sur les échelles de qualité internationales et les résultats positifs obtenus sur la faisabilité et l'efficacité de cette intervention précoce ouvre des perspectives encourageantes pour appliquer ce nouveau protocole à plus grande échelle et sur d'autres populations à risque d'anomalie motrice (trisomie 21, spina bifida, AVC, prématurité avec lésion cérébrale etc.)
The acquisition of postural control and locomotion are central to the motor and cognitive development of the infant and any abnormality in neuromotor development can have adverse consequences for the future development of the child. This issue is particularly salient in the case of very premature infants whose numbers are constantly increasing and for whom there is an increased risk of neuromotor anomalies, ranging from minor sensorimotor deficits to cerebral palsy. In view of this, there is an urgent need for very early intervention strategies to stimulate the motor development of these children during the period of high plasticity of the nervous and musculoskeletal systems following birth. In a systematic review on the subject, we show that very few interventions exist to stimulate the development of mobility in infants at risk of neuromotor abnormalities at an early age, i.e. before 12 months. Moreover, these studies often do not meet the quality criteria required by the international community (Dumuids-Vernet et al., 2022). This thesis proposes to test the feasibility, quality and effectiveness of a new early intervention that aims to stimulate the motor development of very premature infants as soon as they leave the neonatology department. The primary aim of the intervention is to train the infants at home to propel themselves in a quadrupedal manner, every day for eight weeks, using a mini skateboard on which they lie on their stomach (Crawli training). Our results show that such a training, tested on very premature babies without major brain lesion but at risk of motor abnormality, is highly feasible. Moreover, longitudinal tracking of motor development by the Bayley Scales of Infant and Toddler Development III and general development by the Ages and Stages Questionnaire-3 (ASQ-3) of these children shows a positive effect of Crawli training. Preterm infants who received Crawli training had higher Bayley gross motor scores between 2 and 12 months of corrected age than preterm infants who received equivalent training on their stomachs on a mattress but without a mini-skateboard (mat training) or conventional medical follow-up (control). In addition, more infants in the Crawli group than in the Mat or Control groups passed the specific Bayley items on head carriage development at 2 months corrected age (CA) and on quadrupedal gait acquisition at 9 months CA, which are recognized as important milestones in motor development. Crawli-trained infants also showed enhanced general development, particularly in terms of communication level, on the ASQ-3 at 9 months CA and fine motor skill development at 12 months CA than infants in the Control and Mat groups. Finally, after training, preterm infants in the Crawli group had motor and general scores that were close to those of typically-developing infants. Indeed, the Crawli group's Bayley scores after training and ASQ-3 scores at 9 and 12 months CA were not different from those of term infants, contrary to the Mat and Control preterm infants whose motor scores were significantly worse at 2 months CA than those of the term infants. The overall ASQ-3 scores of the Control group at 9 and 12 months CA were also below typical norms. The high scores obtained by our Crawli-trained infants on the international developmental scales and the positive results obtained regarding the feasibility and effectiveness of our early intervention are very encouraging. They suggest this new protocol could be deployed on a larger scale and with other populations at risk of motor anomaly (trisomy 21, spina bifida, stroke, prematurity with brain lesion etc.)

Cette thèse propose d’étudier le développement d’enfants avec infarctus cérébral artériel néonatal au regard de la motricité et de l’action. Dans le contexte d’une lésion cérébrale précoce l’accent est habituellement mis sur l’influence de facteurs négatifs sur le développement, comme la paralysie motrice, mettant l’emphase sur l’étude de dysfonctionnements. Ici nous proposons que la motricité soit un acteur du fonctionnement de l’individu comme le propose les approches piagétiennes et de la cognition incarnée du développement. C’est pourquoi notre problématique s’attache à mesurer l’influence de l’action sur le développement cognitif et cérébral d’enfants avec infarctus cérébral artériel néonatal. Notre première étude montre une cooccurrence entre l’intelligence globale, le langage, la paralysie cérébrale, l’épilepsie et la réussite scolaire. Ce résultat est complété par une seconde étude établissant des relations étroites entre la dextérité manuelle et l’intelligence globale. Plus particulièrement, la dextérité manuelle est un meilleur prédicteur du développement cognitif que la déficience motrice ou la latéralisation de la lésion. Une troisième étude indique que la latéralité des enfants avec infarctus cérébral artériel ne coïncide pas strictement avec la dextérité manuelle et qu’elle se développe de manière atypique. Enfin, notre dernière étude s’intéresse à l’influence des contraintes corporelles et de la lésion précoce sur ce mécanisme. L’application au développement typique et pathologique reste à réaliser. Globalement, ces travaux soulignent le rôle d’une motricité décrite comme un processus d’action dans le développement d’enfants avec lésion cérébrale précoce
This thesis proposes to study the development of children with neonatal arterial ischemic stroke with respect to motor function and action. In the context of early brain damage, emphasis is usually placed on the influence of negative developmental factors, such as motor paralysis, emphasizing the study of dysfunctions. Here we propose that motor function be an actor in the functioning of the individual as proposed by the Piagetian approaches and the embodied cognition of development. This is why our problem is to measure the influence of action on the cognitive and cerebral development of children with neonatal arterial ischemic stroke. Our first study shows a co-occurrence between global intelligence, language, cerebral palsy, epilepsy and academic success. This result is completed by a second study establishing close relationships between manual dexterity and global intelligence. In particular, motor dexterity is a better predictor of cognitive development than motor impairment or lateralization of the lesion. A third study indicates that the laterality of children with arterial cerebral infarction does not coincide strictly with manual dexterity and that it develops atypically. Finally, our last study deals with the influence of body constraints and the early lesion on this mechanism. The application to typical and pathological development remains to be realized. Overall, this work emphasizes the role of motor skills described as a process of action in the development of children with early brain damage

Au cours du développement du système nerveux, l'activité des cibles post-synaptiques permet le raffinement du nombre et de la force des connexions neuronales. En employant la jonction neuromusculaire de Caenorhabditis elegans comme système modèle, nous avons étudié deux aspects de la mise en place de ces connexions. D'une part, nous montrons que le nombre de récepteurs présents à la jonction neuromusculaire est contrôlé par l'activité musculaire : une augmentation de l'activation synaptique entraîne une régulation différentielle des trois types de récepteurs présents à la jonction neuromusculaire. D'autre part, nous avons étudié les changements de la morphologie de certains motoneurones de la tête du ver, appelés neurones SAB, en fonction de l’activité musculaire. Une diminution de l’activité musculaire durant une période critique du développement entraîne une surcroissance axonale des neurones SAB. À travers différentes approches, nous avons pu identifier la suppression de la surcroissance axonale dans des mutants où la biosynthèse des neuropeptides est perturbée. Enfin, nous avons mis en évidence que la surcroissance axonale apparait également lors de perturbations plus générales de la physiologie cellulaire, telles qu'un choc thermique ou la surexpression d'un transgène, ce qui suggère que le système SAB est plastique et particulièrement sensible au cours du développement
Throughout nervous system development, activity of the post-synaptic targets can regulate the connectivity of neural networks, affecting both the number and strength of synapses. Using the neuromuscular junction of Caenorhabditis elegans as a model system, we studied two processes displaying such plasticity. First, we show that the number of receptors present at the neuromuscular synapse is regulated by muscle activity: an increase in synaptic activity can lead to a differential regulation of the three types of receptors present at the neuromuscular junction. Second, we studied the activity-dependent morphological changes of one type of motor neurons in the worm’s head, called the SAB neurons. A decrease of muscle activity during a critical developmental phase leads to SAB axonal overgrowth. Using several approaches, we were able to observe suppression of SAB axonal overgrowth in mutants with a disruption of neuropeptides biosynthesis. Finally, we give evidence that axonal overgrowth also occurs following more general disruptions of cell physiology, such as a heat-shock or transgene overexpression, which suggest that the SAB system is plastic and sensitive during development

L’influence de la gravité sur le développement des capacités motrices a été étudiée chez la souris C57Bl/6J. Nous avons voulu savoir s’il existait des périodes critiques dans l’adaptation à la gravité. Nous avons utilisé pour cela l’hypergravité par centrifugation chronique, seul moyen de modifier la pesanteur durant l’embryogenèse des mammifères. Des groupes de souris ont été centrifugés (a) pendant le développement pré et périnatale (de la conception jusqu’à l’âge de 10 jours), (b) pendant le développement post-natal (du 10e jour au 30e) ou (c) sur l’ensemble de ces deux périodes. Nous avons étudié, à l’âge de 2 et 6 mois, (i) les mouvements compensateurs des yeux dans la stabilisation du regard par vidéo-oculographie et les réactions vestibulaires ; (ii) la dépense énergétiques par calorimétrie indirecte, et (iii) les paramètres cinématiques de la locomotion par vidéo-radiographie. Seules les souris centrifugées pendant l’ensemble du développement présentent, au moins transitoirement, des réactions otolithiques perturbées. Ce résultat nous conduit à rejeter l’hypothèse d’une période critique vestibulaire, mais l’observation de déficits dans certains tests de réactions vestibulaires des souris centrifugées à partir de P10 pourrait confirmer l’hypothèse d’une période critique dans l’établissement des connexions vestibulo-cérébelleuses et vestibulo-spinales. L’analyse du métabolisme a montré que seules les souris élevées prénatalement en hypergravité présentaient une dépense énergétique accrue à l’âge de 2 et 6 mois. L’analyse de la cinématique articulaire au cours de la locomotion a montré que l’ajustement du contrôle postural a lieu, en partie, avant que les animaux ne commencent à marcher. En revanche, l’ajustement des allures se fait après le 10e jours post-natal quand les animaux font l’expérience de la marche. L’ensemble de ces résultats démontrent l’existence d’une succession de périodes critiques dans l’ontogenèse des capacités motrices
The influence of gravity on the development of motor skills was analysed on the mice C57Bl/6J. Our goal was to evaluate the hypothesis of critical periods in the adaptation to gravity. We used the chronic centrifugation that is the only available technique to modify the gravity during mammals embryogeny. Several groups of mice were centrifuged (a) during the early perinatal development (from conception to tenth postnatal day), (b) during the postnatal development (from day 10 to 30) or (c) during the whole periods. We analysed, at the age of 2 and 6 months, (i) the compensatory eye movements during the gaze stabilization by video-oculography, and the vestibular reactions; (ii) the energetic expanse by indirect calorimetry, and (iii) the kinematic parameters of locomotion by video-radiography. Only the mice centrifuged during their whole development showed at least transitory impairment of otolithic reactions. This result was inconsistent with a vestibular critical period, but the observation of impairments in some vestibular reactions of postnatally centrifuged mice could support the hypothesis of a critical period in the establishment of vestibulo-cerebellar or vestibulo-spinal connections. The metabolic analysis showed an increased energetic expense in mice exposed to hypergravity when 2 or 6 months old. The kinematic analysis of joints during locomotion showed that postural adjustment occurred, at least partly, before the mice started walking. On the other hand, the gait adjustment occured after tenth postnatal day, when the mice experiment walking. As a whole these results show the existence of several critical periods in the ontogenesis of motor capabilities

La rotation mentale (RM) est la capacité à faire tourner mentalement l’image d’un objet en 2 ou en 3 dimensions. C’est une forme d’imagerie mentale qui nécessite des transformations visuo-spatiales. Au regard de sa nature dynamique, la RM se trouve à l’interface entre imagerie mentale et imagerie motrice. Le transfert de RM, ainsi que ses liens avec les processus moteurs, restent à ce jour controversés. Les résultats de ce travail montrent qu’un entraînement spécifique à la RM améliore la performance aux tests de RM, tel que celui de Vandenberg et Kuse (VMRT). Suite à cet entraînement, les différences de genre sont atténuées. Un transfert vers l’apprentissage de l’anatomie a également été observé, attestant de l’existence de micro-compétences, ou micro-expertises, communes entre RM et apprentissage de l’anatomie. Les résultats montrent que ce transfert s’opère aussi dans l’autre sens, de l’apprentissage de l’anatomie vers la perception spatiale d’un mouvement sportif. Dans le même ordre d’idée, chez les enfants, la RM partagerait des micro-expertises avec la motricité lorsque celle-ci intègre des roulades, des changements de directions ou des sauts. L’ensemble des résultats expérimentaux met en évidence qu’un programme d’entraînement spécifique visant l’amélioration de la capacité de RM peut donc se transférer vers l’acquisition de connaissances en anatomie, la motricité, ainsi que le développement moteur de l’enfant. L’émergence de la différence de genre en RM et en imagerie motrice, quant à elle, varie selon les tests utilisés. Pour le VMRT, elle serait effective à partir de l’âge de 9 ans. De nouvelles recherches sur la chronométrie mentale permettront sans doute de déterminer l’émergence de cette différence de genre au regard de la précision de l’imagerie motrice
Mental rotation (MR) is the ability to rotate the mental image of a 2D or 3D object. The relationship between MR and motor processes, as well as the transfer of MR, is still debated in the literature. The present results provided evidence that a specific MR training might contribute to enhance the MR ability, and the performance on the MR tests such as the Vandenberg and Kuse MR test (VMRT). Interestingly, gender differences were attenuated following training. A transfer was further observed on human anatomy learning. MR training and human anatomy learning are therefore hypothesized to share similar micro-competences. Our results also showed a transfer from anatomy learning to the spatial perception of a motor skill. Finally, MR has been found to share some micro-competences with motor performance requiring performing a forward roll, changing of directions and jumping. Hence, MR would be useful for the motor performance itself. Altogether, our results provided evidence that a specific MR training can be transferred to the human anatomy learning process, motor performance, as well as to child motor development. While the emergence of gender differences in MR might depend on the test used, such difference would be effective at 9 years of age for the VMRT. So far, future research remains necessary to determine in greater details the emergence of motor imagery accuracy in regards to its temporal aspects

La locomotion autonome est une étape clef du développement du nourrisson. Elle débute dans la majorité des cas par la marche quadrupède au deuxième semestre de vie. Cependant, dès la naissance, le nouveau-né est déjà capable de se propulser de manière autonome en position ventrale. Cette mobilité quadrupède précoce a été très peu étudiée, car considérée par la plupart des auteurs comme un simple réflexe de reptation, destiné à disparaître rapidement sous l'influence du développement cortical : cette reptation n'aurait aucun lien avec la marche mature, n'impliquerait pas les bras et aurait pour fonction principale de permettre au nouveau-né de se propulser jusqu'au sein maternel. Contrairement à ce point de vue, quelques auteurs ont observé que cette mobilité semblait complexe et pouvait éventuellement persister jusqu'à l'âge de 2-3 mois, dans un contexte adapté. Ces observations posent la question de savoir si cette mobilité primitive, loin d'être un simple réflexe, pourrait être en lien avec la marche quadrupède et bipède mature. L'objectif de cette thèse est d'étudier les différentes caractéristiques, en particulier cinématiques, de cette mobilité quadrupède depuis la naissance jusqu'au sixième mois. Dans ce but, un dispositif a été créé, le CrawliSkate, qui permet de libérer les bras et faciliter la propulsion. Trois études ont été menées et montrent que cette mobilité quadrupède est loin d'être un simple réflexe stéréotypé, qu'elle implique une coordination des jambes et des bras, qu'elle peut en partie être modifiée dès la naissance à un niveau supra spinal par la vision et enfin qu'elle persiste tout en se modifiant durant tout le premier semestre de la vie
Self-produced locomotion is a key stage in infant development, which usually begins with hand and knees crawling in the second semester of life. Since the moment of birth, however, newborns are already capable of autonomous propulsion from a prone position. This precocious form of quadrupedalism remains largely unstudied due in part to the fact that most researchers consider these creeping movements to constitute a mere reflex, destined dissipate as cortical development progresses. Under such an interpretation, this creeping « reflex » would have no link with mature, bipedal walking, would not recruit the upper limbs and would serve mainly as a mechanism by which newborns could reach the maternal breast. Contrary to this point of view, a handful of authors have observed that these patterns of locomotion seem complex, and might persist in some form until the age of 2-3 months. These observations invite us to consider the possibility that such primitive locomotion might be directly involved in the emergence of quadrupedal and bipedal gait. The present thesis examines the various characteristics (particularly cinematic) of this prone mobility, from birth to about six months of age. To this end, we describe the creation of an experimental tool that frees the use of a newborn's limbs and facilitates the aforementioned form of propulsion: the CrawliSkate. We present three studies showing that neonatal prone mobility goes beyond simple reflexes, involves coordination between the upper and lower limbs, and can be partially modified at birth at a supra-spinal level through visual stimulation. Lastly, we demonstrate that this pattern of locomotion persists, albeit with heavy modification, throughout the first semester of life

De nombreux troubles ont un retentissement sur le contrôle de l’équilibre dynamique au cours de la marche. Qu’ils soient d’origine traumatique, neurologique, ou liés à la sénescence, ils limitent plus ou moins la stabilité, c’est-à-dire la capacité des sujets à récupérer de perturbations internes ou externes, et peuvent conduire à la chute. Chez les enfants, la stabilité est de plus liée aux étapes développementales. Son interprétation nécessite donc de différencier ce qui relève de l’instabilité développementale et de l’instabilité pathologique. Les techniques instrumentées d’analyse du mouvement permettent un enregistrement fiable et précis des paramètres de la marche. Des index ont été développés pour faciliter l’évaluation clinique de la marche des patients mais aucun d’entre eux ne quantifie l’aspect stabilité.Ce travail de thèse a conduit à la production d’un score quantifiant la stabilité au travers de la variabilité des paramètres spatiotemporels, enregistrés par une piste de marche électronique. Ce score, dénommé Gait Variability Index (GVI), a été appliqué à des populations, asymptomatiques et pathologiques, représentatives des différents âges de la vie : l’enfant, l’adulte et la personne âgée. Les résultats obtenus chez des patients affectés de paralysie cérébrale, d’ataxie de Friedreich ou cérébrolésés démontrent que le GVI est un outil cohérent pour l’évaluation de l’instabilité. Outre l’intérêt clinique qu’il représente, celui-ci ouvre différentes perspectives pour son application et invite à la réflexion quant à la nature perturbatrice ou régulatrice de la variabilité
Many pathologies affect balance control during gait. Traumatic, neurological or age-related disorders can all limit more or less the stability, which is the capacity of subjects to recover from perturbations, and can lead to falls. For children, the stability is related to the developmental stages and its interpretation requires differentiating what pertains to the developmental instability and to the pathological instability. Instrumented movement analysis allows a reliable and precise recording of the gait parameters. Indexes were developed to improve the clinical evaluation of the patients walking but no one of them quantifies the stability feature.This thesis led to the production of a score quantifying the stability through variability of the spatiotemporal parameters, recorded by an electronic walkway system. The score, called Gait Variability Index (GVI), has been applied to asymptomatic and pathological populations, representative of the various ages of life: children, adults and elderly persons. Results for patients affected by cerebral palsy, Friedreich’s ataxia or after stroke demonstrate that the GVI is a coherent tool for the evaluation of instability. Beyond the clinical interest, it opens various studies perspectives in gait analysis, and is thought-provoking about the disruptive or regulating nature of variability

Dans cette thèse, nous défendons l'idée que les capacités perceptivo-tactiles, notamment digitales, d'enfants de 5-6 ans peuvent être un facteur prédictif de certaines performances numériques, en particulier celles nécessitant la manipulation et la représentation des quantités, et ce indépendamment du langage. L'existence d'une relation anatomo-fonctionnelle expliquée par la proximité de localisation des aires cérébrales d'intégration somesthésique et de la représentation sémantique des quantités, vraisemblablement dans le lobe pariétal, et par le rôle de la manipulation des doigts dans le comptage et la représentation interne des quantités peut être évoquée. Les résultats font apparaître que, du point de vue développemental, les performances arithmétiques saturées sur le plan verbal et celles nécessitant une représentation analogique des quantités sont prédites par deux facteurs différents, le niveau de développement intellectuel pour les premières et les gnosies digitales pour les secondes. Les doigts peuvent être considérés comme des vecteurs d'une activité procédurale, le pointage, qui nécessite un contrôle perceptif kinesthésique afin de concevoir et planifier un trajet. Cette habilité kinesthésique est semblable à celle mise en oeuvre lors de la mobilisation des doigts dans l'activité de comptage qui requiert un contrôle précis des mouvements et de la position des doigts dans l'espace. L'utilisation des doigts en tant que médiateurs de la discrétisation de la numérosité peut être ainsi évoquée essentiellement au niveau procédural

Le theme central de ce travail concerne l'etude des mecanismes nerveux qui regissent les activites motrices orientees dans l'espace de prehension. Cette etude est abordee a l'aide de methodes de modelisation et de simulation mettant en uvre des reseaux de neurones formels. Nous avons developpe et simule, selon cette methodologie, un modele des activites sensorimotrices capable de faire accomplir a un bras artificiel des mouvements oriente (pointage et poursuite) et de lui faire reproduire des formes motrices apres apprentissage. Notre modele est compose de reseaux de neurones formels comprenant deux modules: un module sensoriel recevant et traitant les donnees sensorielles, et un module moteur dirigeant les mouvements d'un bras artificiel. Chaque cellule du module sensoriel recoit, a la fois, les signaux proprioceptifs issus des articulations, et les signaux exteroceptifs issus d'une modalite visuelle. Cet etage sensoriel est connecte a l'etage moteur par des synapses adaptatives qui realisent un lien entre une activite motrice et ses consequences sensorielles. Les simulations montrent qu'apres une periode d'apprentissage actif, une cartographie topologique emerge dans le reseau sensoriel selon un processus d'auto-organisation et forme une representation associative des espaces corporel et extra-corporel. A l'issue de cette meme periode, la coordination sensorimotrice construite au niveau des jonctions liant les cellules sensorielles et motrices, est telle que le bras artificiel est alors capable d'effectuer un mouvement dirige vers une cible reperee dans son espace d'evolution. Nous montrons egalement que les representations emergentes dependent dans leur forme, de la nature et du nombre des modalites sensorielles impliquees, ainsi que du mode d'exploration de l'espace d'evolution. L'association a notre modele d'un reseau capable de memoriser et reproduire des sequences temporelles, nous a permis de faire effectuer au bras des taches morphocinetiques. L'application de notre modele a la gestion d'un bras robotise illustre les capacites d'un modele neuromimetique a gerer un systeme mecanique evoluant dans le monde physique et a s'y adapter

Evaluation et amélioration des capacités motrices d’enfants infirmes moteurs cérébraux congolais âgés de 6 à 15 ansTHESE de Félicien M’LEMBAKANI T’HENGUA (Lic. Agr. Ed. Phys.)Laboratoire de Neurophysiologie et de Biomécanique du Mouvement. Faculté des Sciences de la MotricitéUNIVERSITE LIBRE DE BRUXELLES (U. L. B.)RESUMEAu cours de ce travail nous avons mesuré les capacités psychomotrices potentielles chez des enfants IMC congolais à Kinshasa dans deux Centre de Rééducation (CRHP et CREBD) et dans le Complexe Scolaire du Mont Amba (UNIKIN) en vue de proposer des programmes adaptés de prise en charge pour améliorer leurs capacités et aptitudes motrices et comportementales. Ceci dans le but aussi d’améliorer leur intégration scolaire et ainsi parvenir à une meilleure immersion familiale et sociétale. Proposer des solutions en ces matières permettrait de faire face à la situation actuelle et ensuite de proposer des solutions relatives aux deux problèmes majeurs des enfants IMC en RDC :- (1) les déficiences motrices dues à des lésions cérébrales irréversibles, - (2) les mépris, totales exclusions, rejet et abandons dont ces enfants sont continuellement victimes de la part des familles et de la société congolaise. Pour parvenir à ces objectifs, nous avons d’abord testés à l’aide de l’échelle de développement psychomoteur de Lincoln-Oseretsky (LOMDS) 160 garçons et filles choisis de façon aléatoire parmi une population de 640 enfants dont 80 IMCs et 80 contrôles. Pour la suite de l’étude et afin d’évaluer les effets d’un entraînement de 9 mois aux activités physiques adaptées (APA), ces deux groupes ont été scindés chacun en deux sous-groupes de 40 sujets, un groupe participant à l’entraînement APA et l’autre servant de contrôle. Avant l’expérimentation APA, un important déficit moteur et psychologique a été mis en évidence chez les 80 enfants IMC par rapport aux 80 enfants contrôles du même âge. Nous n’avons pas observé de différence significative entre les genres. Nos résultats par rapport à la pratique régulière des APA sont importants :les enfants IMC et ainsi que les contrôles qui ont suivi les APA ont nettement amélioré leurs performances finales. Ceci signifie clairement que les aptitudes physiques, et cognitives de ces enfants ont été nettement améliorées. De plus, nous avons démontré, avant les APA, l’absence de relation entre l’âge des enfants IMC et le score au test LOMDS, alors que cette relation existe bien chez les enfants contrôles. De façon inattendue, après les 9 mois d’entraînement cette relation entre l’âge des enfants IMC et le score a pu être démontrée. A l’opposé de ces résultats positifs les scores au sein des groupes n’ayant pas participé aux APA n’ont pas évolués durant cette période de 9 mois. En conclusion, cette thèse démontre qu’un entraînement par les APA des enfants IMC conduit à une amélioration significative de leur aptitude motrice et cognitive. Ces résultats balaient toutes les opinions mystico-religieuses en cours en RDC selon lesquelles les enfants IMC congolais seraient inaptes à tout effort mental, à l’apprentissage et donc à une insertion familiale et sociale
Doctorat en Sciences de la motricité
info:eu-repo/semantics/nonPublished