cours 3 locomotion 1

Question 1

pourquoi la marche est un activité dangereuse si atteinte du SN

Answer 1

car c’est de l’équilibre pour 80% du temps : La phase de simple appui est considérée instable, car le centre de masse se situe hors de la base de support. Au cours d’un cycle de marche, les phases de simple appui constituent 80% de la durée du cycle

Question 2

les 8 éléments du contrôle de la marche

Answer 2

1. Préparer la posture du corps nécessaire à l’initiation de la locomotion
2. Initier et terminer la locomotion au besoin
3. Produire et coordonner l’activation rythmique des muscles, des membres et du tronc pour propulser le corps dans la direction voulue
4. Maintenir la stabilité dynamique du corps en
   mouvement agissant contre la force de gravité et d’autres forces (prévues et imprévues) agissant sur le corps en mouvement
5. Changer la vitesse de marche, éviter des obstacles, sélectionner des placements de pieds stables, accommoder différents terrains, et changer de direction
6. Guider la locomotion vers des finalités qui ne sont pas évidentes au départ
7. Utiliser le minimum de carburant pour le maximum de distance couverte avant d’arrêter pour s’alimenter
8. Assurer la stabilité structurelle de l’appareil locomoteur pour minimiser les repos forcés et le dommage aux structures
   **Ces deux derniers point on peut s’en priver pendant un bout de temps et quand même être capable de marcher mais à long terme ils doivent fonctionner, sinon crée des troubles de marche

Question 3

1. Préparer la posture du corps nécessaire à l’initiation de la locomotion :

Answer 3

Position debout avantageuse: permet l’amplitude dans les mouvements des membres inférieurs essentielle pour une bonne longueur du double pas et pour la modulation de la longueur et la largeur du pas.

Question 4

2. Initier et terminer la locomotion au besoin:

Answer 4

• L’initiation de la locomotion vers l’avant nécessite le déplacement du centre de masse (CM) hors la base de support (activation des muscles fléchisseurs dorsaux et/ou réduction de l’activation des muscles fléchisseurs plantaires), le transfert du poids au-dessus du membre supporteur et le déplacement du membre en oscillation vers l’avant.
• L’arrêt de la locomotion vers l’avant requiert, en somme, que le CM revienne à l’intérieur de la base de support et que le momentum vers l’avant soit freiné (activation des muscles fléchisseurs plantaires).

Question 5

3. Produire et coordonner l’activation rythmique des muscles des membres et du tronc pour propulser le corps dans la direction voulue:

Answer 5

La locomotion requiert la répétition de l’activité cyclique des membres pour transporter le corps, patron d’activation de base des différents muscles avec possibilité de grande variation; la variabilité peut être vue comme un contrôle fin nécessaire au contrôle dynamique de l’équilibre; effets de la vitesse.

Question 6

4. Maintenir la stabilité dynamique du corps en mouvement agissant contre la force de gravité et d’autres forces (prévues et imprévues) agissant sur le corps en mouvement:

Answer 6

Maintenir l’équilibre est le sine qua non de la locomotion; le CM est en dehors de la base de support au cours de la phase de simple support qui constitue environ 80% de la durée du cycle de marche; conséquemment, lors de la locomotion bipède le corps est instable et le système nerveux doit activement contrôler l’équilibre. La force de gravité, les forces de réaction et les moments générés par le déplacement des segments du corps lors de la locomotion ainsi que n’importe quelle force externe agissant sur le corps peuvent déstabiliser le corps. Le système nerveux réussit cette tâche de contrôle dynamique de l’équilibre lors de la locomotion bipède par un contrôle réactif (réponses à des perturbations détectées par les systèmes sensoriels), prédictif (réponses basées sur la prédiction des perturbations générées par les mouvements volontaires) et proactif (réponses suscitées essentiellement par le système visuel). Berg n’est pas bon pour la marche car c’est une tâche dynamique

Question 7

5. Moduler les patrons d’activation pour changer la vitesse de locomotion; éviter des obstacles; sélectionner des placements de pieds stables; accommoder différents terrains; et changer la direction de locomotion:

Answer 7

Les patrons de base sont adéquats pour la locomotion à niveau en ligne droite; pour permettre la locomotion sur différents terrains, le système nerveux doit être capable de moduler les patrons de base pour contrôler la vitesse, s’assurer que les MIs et la tête ne s’accrochent pas sur des obstacles et contrôler la direction.

Question 8

6. Guider la locomotion vers des finalités qui ne sont pas évidentes au départ:

Answer 8

La locomotion n’est pas restreinte à des buts visibles au départ. Nous pouvons naviguer grâce à une cartographie spatiale cognitive qui nous permet de planifier et réaliser un trajet.

Question 9

7. Utiliser le minimum de carburant pour le maximum de distance couverte avant d’arrêter pour s’alimenter:

Answer 9

La conservation d’énergie nous permet d’aller plus loin tout en réservant du carburant pour d’autres activités liées à la survie; la conservation d’énergie est facilitée par: le design de l’appareil locomoteur, la sélection de la forme appropriée de locomotion, eg. marche vs course, échange d’énergie mécanique entre les segments et l’exploitation d’échanges dynamiques inter segmentaires.

Question 10

8. Assurer la stabilité structurale de l’appareil locomoteur pour minimiser les repos forcés ou dommage permanent tout au cours de la vie de l’animal ou de la personne:

Answer 10

Les “stresses and strains” (contraintes mécaniques) agissant sur le corps dus aux forces des muscles actifs lors de la locomotion doivent être dans les limites de tolérance des différents tissus (muscles, os, tendons, ligaments) pour assurer l’intégrité structurale de l’appareil locomoteur.

Question 11

les 3 niveaux du contrôle neural de la marche

Answer 11

1) supraspinal
2) spinal
3) modulation sensorielle

Question 12

niveau supraspinal implique quelle section et représente quelle partie de la marche

Answer 12

• Contrôle descendant
• Implique différentes sections du cerveau
  -Cortex moteur/pariétal
  -Tronc cérébral
  -Cervelet
  -Ganglions de la base
• Représente la partie volontaire de la marche : si on veut aller plus vite, courir, sauter

Question 13

4 voies supraspinales

Answer 13

-Faisceau cortico-spinaux = locomotion volontaire
-Faisceau rubro-spinal = exécution automatique de tâches motrices apprises
-Faisceau vestibulo-spinal = posture et équilibre
-Faisceau réticulo-spinal = initiation et modulation de la locomotion

Question 14

Niveau supraspinal : cortex moteur

Answer 14

• La marche normale est souvent guidée par la vision: Utilise ces informations pour un contrôle précis des pas
• Le cortex moteur est essentiel pour les mouvements de «marche spécialisée»
• Plusieurs neurones du cortex moteur projettent directement à la moelle
• Des lésions du cortex moteur vont se traduire par des déficiences majeures lors de tâches nécessitant beaucoup de coordination visuomotrice (animaux)

Question 15

Niveau supraspinal : cortex pariétal

Answer 15

• Serait impliqué dans la planification et la coordination de mouvements guidés par la
  vision
• L’enjambement d’obstacles serait entre autres planifié grâce au cortex pariétal postérieur
• Des lésions dans cette région rendraient le positionnement des pattes d’un chat inadéquat, augmentant les chances d’accrocher l’obstacle lors de la marche

Question 16

Niveau supraspinal : tronc cérébral

Answer 16

• Contient la région locomotrice mésencéphalique (MLR)
• Chez l’humain, serait associée à l’initiation de la marche et à la transition de la marche vers la course
• Les neurones de la MLR forment une connexion avec ceux de la formation réticulaire bulbaire (MRF) qui a des axones descendants dans la région ventrolatéral de la moelle

Question 17

Niveau supraspinal : cervelet

Answer 17

• «Affine» le patron locomoteur en modulant le timing et l’intensité des signaux
  provenant des centres supérieurs
• Les régions de l’encéphale influencées par le cervelet pendant la locomotion incluent:
• Le MLR,
• Le cortex cérébral,
• le noyau rouge,
• les noyaux vestibulaires,
• la MRF
• Agirait comme «comparateur» entre le mouvement réel et le mouvement planifié
• Un comparateur du mouvement
• Reçoit des informations sensorielles à propos du mouvement
• Reçoit des informations des CPGs
• Envoie des signaux correcteurs à plusieurs régions du tronc cérébral
• Des lésions au cervelet causent des déficiences dans le patron locomoteur, incluant des variations dans la vitesse et dans l’amplitude de déplacement de plusieurs articulations ainsi qu’une coordination anormale entre les membres (ataxie).

Question 18

Niveau supraspinal : NGC

Answer 18

si atteinte des NGC alors atteinte à la MLR donc atteinte à l’initiation volontaire de la marche, mais pas bcp de recherche sur le sujet

Question 19

Niveaux spinal implique quelles structures

Answer 19

-Neurones des circuits local : intégration des motoneurones inf
- Groupes de motoneurones : motoneurones inférieurs

Question 20

niveau spinal : la moelle épinière

Answer 20

-Il a été suggéré qu’au niveau spinal, des générateurs de rythme (central pattern
generator [CPG]) produiraient les mouvements locomoteurs « de base (très peu d’évidence directe)
-Situés dans la substance grise de la moelle épinière

Question 21

Niveau spinal : qu’est-ce que les CPG et ce qu’ils impliquent?

Answer 21

-Central pattern generator
-La présence de la marche automatique de type stepping chez les nouveau-nés suggère qu’un système pour la production d’un mouvement rythmique et alterné des membres inférieurs est également présent et développé chez l’homme à la naissance, et ce, avant même le développement complet des influences supraspinales. (il y aurait potentiellement des CPG chez l’humain
**Voir expérience avec chat diapo 31

Question 22

Le contrôle spinal de la marche : résumé

Answer 22

1. On peut évoquer le patron de base des mouvements locomoteurs en l’absence des centres supérieurs ou d’afférences périphériques. L’ essentiel du patron de mouvements rythmiques peut donc être généré par des circuits neuronaux intrinsèques à la moelle épinière (générateurs centraux de patrons rythmiques; ou «central pattern generator» CPG)
2. Pour être utiles, ces mouvements doivent cependant être adaptés aux circonstances qui prévalent au moment de leur exécution. Les informations qui renseignent sur ces circonstances sont fournies par les afférences périphériques, sont évaluées par les centres supérieurs et sont intégrées au programme moteur. En cas de perturbation, le programme moteur doit être modifié de façon différente et spécifique selon le moment du cycle où la correction est requise.

Question 23

Résumé du résumé du contrôle spinal de la marche

Answer 23

En somme, les centres supérieurs, les afférences périphériques et le CPG constituent un ensemble interactif qui génère, contrôle et adapte les mouvements rythmiques.
La moelle épinière ne travaille donc pas de façon isolée. La marche est une activité cortical qui ne se fait pas chez un humain de façon automatique

Question 24

Niveaux des modulation sensorielle: structures?

Answer 24

-muscles squelettique
- info sensorielle
- Implique, entre autres, les afférences sensorielles, visuelles, vestibulaires et proprioceptives

Question 25

Modulation sensorielle : afférences proprioceptives

Answer 25

-2 parties : FNM pour la longueur et OTG pour la tension
-Les propriocepteurs des muscles contrôlent l’amplitude des bouffées d’activations musculaires
-Deux caractéristiques du patron d’activation sont particulièrement dépendantes des signaux proprioceptifs:
1. L’amplitude de l’activation des extenseurs du genou et de la cheville
2. La durée de la bouffée dans les extenseurs en appui.

Question 26

Modulation sensorielle : afférences sensorielles

Answer 26

• Les afférences de la peau permettent au patron locomoteur de s’ajuster à des
  obstacles imprévus
• Les extérocepteurs de la peau ont une influence puissante sur le CPG de la locomotion
• Rôle de détection d’objets et d’ajustement du «stepping» pour les éviter
• Ex: chez le chat spinalisé, un stimulus mécanique sur la partie dorsale de la patte dans l ’oscillation produit l’excitation des motoneurones fléchisseurs et l’inhibition des motoneurones extenseurs, pour amener une flexion rapide de la patte pour s’éloigner du stimulus ainsi que l ’élévation de la patte dans le but de passer par dessus l ’objet. Le même stimulus appliqué lors de la phase
  d ’appui produit une réponse opposée: excitation des extenseurs pour renforcer l ’extension en cours; ceci est approprié; un réflexe de flexion pourrait être néfaste puisque la patte supporte du poids = renversement de réflexe spécifique à la phase ou à la tâche lors de la locomotion

Question 27

modulation sensorielle : schéma

Answer 27

**voir diapo 39
-Boucle continue pendant le cycle de marche

Question 28

Contrôle neural de la marche : Réflexe polysynaptique - reflexe d’extension croisée

Answer 28

-Du côté ipsilatéral ou homolatéral : activation du fléchisseur et inhibition de l’extenseur réciproque
- Du côté controlatéral : inhibition du fléchisseur et activation de l’extenseur réciproque
-Aboutissant à une cocontraction physiologique pour se protéger
-Module les reflexes de défense tout en
stabilisant la posture
-Contribue à la coordination volontaire des mouvements
-Mise en jeu de plusieurs étages médullaires: le pied est stimulé et doit faire agir plusieurs groupes musculaires simultanément agissants sur les articulations
-Chaque étage reçoit par conséquent une collatérale qui est connectée aux motoneurones par des interneurones soit excitateurs (muscles agonistes) soit
inhibiteurs (muscles antagonistes)
Ce réflexe est donc complexe

Question 29

les 6 modèles animaux

Answer 29

• Préparation intacte
• Préparation décortiquée
• Préparation décérébrée
• Préparation spinale
• Préparationimmobilisée(locomotion‘fictive’)
• La moelle isolée in vitro
  **voir tableau diapo 43

Question 30

Évidences fournies par la préparation décortiquée :

Answer 30

-Ganglions de la base, cervelet, tronc cérébral et moelle épinière intacts
-Les ganglions de la base permettent d’initier/arrêter/moduler la marche à l’environnement.
-Le contrôle postural et le patron de marche sont relativement normaux.
-Limitations pour la marche :
* Problèmes avec : exploration active et mémoire topographique de l’environnement, diriger l’attention à de nouveaux stimuli, ajustement proactif aux obstacles, marche sur terrain accidenté.
-Conclusion : Le cortex permet donc une intégration des informations sensorielles (visuelles +++) pour un ajustement fin du contrôle locomoteur à l’environnement et les objectifs de la tâche.

Question 31

Évidences fournies par la préparation décérébrée :

Answer 31

-Cervelet, tronc cérébral et moelle épinière intacts
- La stimulation électrique du MLR (Mesencephalic Locomotor Region) induit un
patron de marche pratiquement normal.
- Le MLR active quant à lui la formation réticulée médiale (Medial Reticular Formation ; MRF) qui envoie une commande descendante vers les CPGs de la moelle épinière.
- L’animal peut supporter son poids et se propulser sans tapis roulant. Meilleur ajustement du cycle de marche aux exigences de la tâche, grâce aux feedbacks sensoriels provenant des membres et envoyés au cervelet.
- Limitations pour la marche :
* Il faut encore un stimulus externe pour initier la marche.
* Pas d’adaptation de manière proactive à l’environnement et aux objectifs du chat.

Question 32

Évidences fournies par la préparation spinale :

Answer 32

-Moelle épinière sous la lésion est intacte
- Revoir la section sur les CPGs
- Chaque membre aurait son propre CPG, chaque CPG serait constitué de divers neurones inhibiteurs et excitateurs et il existerait différents niveaux de contrôle entre les CPGs pour adapter le rythme et les patrons d’activation des muscles extenseurs et fléchisseurs selon les informations sensorielles.
- Limitations pour la marche :
* Patron de marche très peu fluide et aucune mise en charge possible (contrôle postural)
* Les CPGs ne peuvent par eux-mêmes initier/arrêter la marche ni l’adapter de manière proactive à l’environnement et aux objectifs (du chat).
* Stimulation électrique ou pharmacologique (au niveau de la moelle épinière) nécessaire pour observer ces patrons de marche.

Question 33

pourquoi les modèles animaux sont important

Answer 33

Sans modèles animaux, il n’y a pas de compréhension possible chez l’humain

Question 34

comment est divisé le contrôle neural de la marche

Answer 34

Le contrôle neural de la marche est tripartite : supraspinal, spinal et modulation sensorielle

Question 35

vrai ou faux : La locomotion humaine est de la marche réflexe

Answer 35

faux : La locomotion humaine n’est pas de la marche réflexe

Question 36

Combien y a-t-il d’éléments clés à contrôler dans la marche humaine

Answer 36

8 éléments