neuro Flashcards
Comportement
Mesure indirecte du fonctionnement du
cerveau par l’analyse du comportement moteur (performance,
erreur, variabilité, profils cinématiques et cinétiques)
Neurophysiologie
Mesure directe du fonctionnement du
cerveau avec des mesures neurophysiologiques (enregistrement
de la décharge neuronale, EEG, IRM…)
Deux approches de l’apprentissage
Les théories cognitives /Les théories dynamiques
Les théories cognitives
Postulent l’existence
d’une « entité »
stockée en mémoire à
long terme (MLT) qui
déclenche et corrige le
mouvement
« Entité » =
PMG
Schéma
Connaissances
Représentations
Les théories dynamiques
Postulent que les
actions sont des
coordinations
motrices temporaires
« émergentes » qui
sont des réponses
d’un système
(l’organisme humain)
à une demande
environnementale
Pas besoin de
postuler l’existence de
représentations en
MLT pour expliquer
les mouvements
.
.
L’apprentissage
L’apprentissage est « le processus neurologique interne
supposé intervenir à chaque fois que se manifeste un
changement qui n’est dû ni à la croissance, ni à la fatigue »
(Fleischman, 1967)
- « La capacité d’apprentissage est essentielle à l’existence
biologique, parce qu’elle permet aux organismes de
s’adapter à des caractéristiques particulières de leur
environnement » (Schmidt, 1991) - « L’apprentissage moteur est un ensemble de processus
associés à l’exercice ou à l’expérience conduisant à des
modifications relativement durables du comportement
habile » (Schmidt & Lee, 2011, 2014)
Deux concepts inter-reliés : Contrôle et apprentissage moteur
Contrôle : Étude des processus de contrôle du mouvement tels
que les contributions sensorielles et centrales pour l’exécution du
mouvement
q Apprentissage : Étude des processus menant à l’apprentissage
des mouvements qui ne sont pas innés… les habiletés
L’apprentissage est fonction de la pratique ..cela exclut la maturation
et les aides ergogènes
L’apprentissage n’est pas directement observable, il est inféré à
partir de comportements
Def habileté motrice
capacité a parvenir a un résultat prévu a l’avance avec un maximum de certitiude et le minimum de temps et/ou d’energie (Guthrie, 1935)
L’habileté est la « capacité, acquise par l’apprentissage, à élaborer et
à réaliser une réponse efficace et économique pour attendre un
objectif précis » (Durand, 1987)
Devenir « habile »
devenir « expert »
Définition de la performance
La performance est définie comme une manifestation
ponctuelle du comportement. Elle fluctue d’une occasion à
l’autre en raison de l’influence de plusieurs variables (fatigue,
stress, influences de l’environnement, motivation, etc…)
Performance n’est pas synonyme d’apprentissage
Ex : Les aides mécaniques / Guidage au golf
Différents types d’habiletés
Continuum dans les habiletés motrices – perceptivo-motrices –
psychomotrices
aptutude
« Une aptitude est un trait (ou une capacité) d’un individu, affecté
par l’hérédité, qui permet à cet individu de réussir dans un grand
nombre de tâches similaires » (Singer, 1980)
Conciliation entre aptitude et habileté
Les aptitudes expliquent bien les comportements perceptivo-
moteurs initiaux
- Toutefois, les aptitudes permettent une progression plus rapide
au début des apprentissages - Avec l’apprentissage, la contribution des aptitudes s’amenuise
au profit du développement des habiletés spécifiques
.
.
.
.
Évolution des paradigmes et théories en psychologie cognitive
Le béhaviorisme (e.g., Watson, Skinner, Pavlov)
Stimulus Boîte noire Réponse
- L’hypothèse cognitiviste (e.g., Donders, Fitts, Schmidt)
stimulus
traitement de l’info
reponse
Identification du
stimulus
Sélection de la
réponse
Programmation de
la réponse
memoire immediate
secondes, fraction de s
memoire de travail
secondes, minutes
MLT
jours année
Processus de contrôle(Atkinson et Shiffrin, 1968)
Encodage
* Répétition
* Stockage
* Récupération/Rappel
les sous system de la mémoire
les souvenirs explicites et implicites sont traités et stockés séparément. On peut donc perdre la mémoire explicite (amnésie), mais faire preuve de mémoire implicite pour ce qui ne peux pas être rappelé consciemment
Au cours de l’apprentissage l’amélioration des performances n’est pas
Lineaire
L’apprentissage est marqué par des pics, des régressions, des plateaux/paliers
Les pics
Découverte de solutions plus efficaces
non stabilisées
* Fonctionnement exceptionnellement
efficace d’un des facteurs de la
performance
Les régressions
Désorganisation pour trouver une
nouvelle solution
* Oubli ponctuel
* Fonctionnement exceptionnellement
inefficace d’un des facteurs de la
performance
Les paliers
Phases de mémorisation, de stabilisation
* Impasses limitant les apprentissages
futurs
L’apprentissage moteur est
est une fonction logarithmique de
la quantité de pratique
o Pour les données individuelles ou de groupes
o Pour plusieurs variables dépendantes différentes
(nombre d’essais, temps requis pour réussir la tâche,
temps requis pour solutionner un problème, etc.)
L’origine
largement basée sur les acquis, les aptitudes
La pente
la vitesse d’acquisition
Dépend largement des conditions de pratique
signaux verbaux
stades cognitif :
caractérique du débutant :
forte activité cognitive et charge attentionelle
Centré sur le but, le sait pas ce qu’il faut faire
selectionne tte les infos
mvt lents sacadés fractionnés bcp d’erreur
prg rapide
signaux visuel
stade assiociatif
caractéristique de l’initié:
charge atentionelle en baisse
centré sur la réalisation (ce qu’il faut faire)
ajustement plus fins
apparition du timing
régularité des réponses
signaux proprioceptif
stade autonome
caractéristique du confirmé:
réduction notable de l’attention
partage possible de l’attention
choix de stratégie motrice
pas dépendant du contexte
automatisation
signal verbaux
stade verbal moteur
caractéristique du débutant:
processus cognitif
nécessité de comprendre le but de la tâche
Feed back intrinsèque : quasi inexistant
FB supp : connaissance du résultat (CR)
rôle motivationnel
role de guidage(compréhension du but)
signaux proprioceptif
stade moteur
caractéristique du confirmé/expert
baisse des processus cognitifs => processus auto
nécessité de compréhension des procédures de la tâche
FB intrinsèque : visuel-Proprioceptif
FB supp : CP
rôle de guidage (compréhension des procédures-moyen pour réaliser la tâche)
Programmes et schémas moteurs Au début des années 70
, le concept de programme moteur est admis,
sur le mode « un-pour-un ». On retrouve ce principe dans la théorie
de la boucle fermée de Adams (1971)
Schmidt (1975) évoque un argument économique : une telle
spécialisation des programmes finirait par poser des problèmes de
stockage
Schmidt propose une alternative plus réaliste : la théorie du Schéma
La théorie du Schéma de Schmidt (1975)
L’habileté est sous-tendue par deux types de représentations :
q Le programme moteur généralisé (PMG)
q Les règles de paramétrisation
Ces représentations sont développées au cours de l’apprentissage
et stockées en mémoire
Un PMG n’est pas
spécifique à une tâche, mais s’applique à
une catégorie de tâches
Les règles de paramétrisation
permettent d’adapter le PMG
aux spécificités de la tâche
Le PMG contient les invariants et notamment la structure
temporelle du mouvement
Expérimentalement, on rend donc compte du PMG en
analysant les rapports de temps (ex : temps relatif)
Les règles de paramétrisation sont au contraire révélées par
la mesure du temps absolu (ex : temps total)
Patterns d’accélération
produits en écrivant le mot “hell”, en
fonction de l’amplitude de l’écriture (Hollerbach, 1978)
Effet d’interférence contextuelle (IC)
Meilleures performance en acquisition suite à une pratique bloquée
Þ Performance
Meilleures performance en rétention suite à une pratique aléatoire
Þ Apprentissage
Hypothèses avancées pour expliquer l’effet IC :
Hypothèse d’élaboration (Shea & Morgan, 1979; Shea & Zimny, 1983, 1988)
Þ Hypothèse de reconstruction (Lee & Magill, 1983, 1985)
Hypothèse de reconstruction
Construction du
schéma moteur de A B
Déconstruction du
schéma moteur de A
(oubli partiel)
A Reconstruction du
schéma moteur de A
Création d’un cycle de construction-déconstruction-reconstruction du schéma moteur
Þ Hautement favorable à l’apprentissage
Construction du
schéma moteur de A
Répétition du schéma
moteur
Répétition du schéma
moteur
Ajustements en fonction du feedback de l’essai précédent mais pas de reconstruction totale
La contribution du neurochirurgien canadien Wilder Penfield
stimuler le
cortex moteur et découvrir des représentations du corps => cartes motrices
à l’origine des mouvements volontaires
Similarités avec les cartes du cortex sensoriel somatique
Lésion d’un hémisphère cérébral
Déficits de l’hémi-corps contro-latéral
pour les mouvements distaux
Le système latéral est impliqué
dans la
réalisation des mouvements volontaires
de la musculature distale; il est sous le
contrôle direct du cortex cérébral
controle de la musculature distale
Le système ventromédian
est impliqué
dans le contrôle de la posture et de la
locomotion, et il se trouve sous la
dépendance du tronc cérébral
controle de la musculature proximale et axiale
Bases neurobiologiques de l’apprentissage moteur
Hiérarchie:
Cortex
* Tronc
* Moelle épinière
* Voie finale commune (MNa)
Bases neurobiologiques de l’apprentissage moteur
Division fonctionnelle simpliste:
- Planification : cortex prémoteur
et noyaux gris centraux - Exécution: système corticospinal
- Adaptation en cours : cervelet
Bases neurobiologiques de l’apprentissage moteur
Pathologie:
- Système corticospinal : paralysie
- Noyaux gris centraux : Parkinson
- Cervelet : pb coordination
- Moelle épinière : paraplégie
Les noyaux gris centraux et le cervelet
Les noyaux gris centraux et le cervelet ont d’importantes connexions avec les
régions du cortex cérébral impliquées dans le contrôle et l’apprentissage des
mouvements
Deux boucles sous-corticales majeures pour le contrôle et
l’apprentissage moteur
Boucle cortico-striatale
(ex : séquences de mouvements)
Boucle cortico-cérébelleuse
(ex : adaptation sensorimotrice)
Ces deux structures sous corticales (NGC et Cervelet) reçoivent des projections
majeures du cortex et en retour projettent au cortex via le thalamus.
Séquences motrices
Objectifs des études
Déterminer les réseaux neuronaux sous-tendant l’acquisition
de mouvements séquentiels et l’adaptation sensori-motrice
au cours des différentes phases du processus d’apprentissage
Phases :
- Acquisition (Rapide)
- Consolidation (Lente)
- Automatisation
Plasticité du striatum
Transfert d’activité de la partie associative
(dorsale) du putamen à la partie sensorimotrice (ventrale) du
putamen au cours de l’apprentissage et du développement de
l’habileté motrice
Plasticité du cervelet
Une diminution de l’activité du cervelet
survient au cours de l’apprentissage de séquences motrices
Spécialisation du réseau cortico-cérébelleux
avec l’apprentissage
Indépendance du réseau cortico-striatal
Adaptation sensorimotrice
Interaction et augmentation des connections fonctionnelles entre
les réseaux cortico-striataux et cortico-cérébelleux dans les
premiers stades d’apprentissage (au cours de la phase d’acquisition)
- Spécialisation du système cortico-cérébelleux avec la pratique et
l’expertise dans l’adaptation d’habiletés sensori-motrices - La performance dans la phase d’ « automatisation » repose sur
l’intervention des structures corticales et sous-corticales du
système cortico-cérébelleux
feedback
Le feedback informe l’individu sur son résultat
et sur sa performance. Disponible avant, pendant ou après
l’exécution d’un geste : il peut être intrinsèque ou extrinsèque
Feedback
extrinsèque
Connaissance des résultats
Connaissance de la performance
Vidéo
Feedback
intrinsèque
Vision
Proprioception
Audition
Forces
Toucher
Odorat
Connaissance de la performance (CP)
ce feedback aide à évaluer la
qualité technique de la performance. Informations sur le mouvement
réalisé
Connaissance du résultat (CR) :
c’est la référence, le feedback utilisé
par un individu pour vérifier s’il a, oui ou non, atteint l’objectif visé
Trop de feedback pourrait nuire parce que …
- Souvent le participant peut lui-même évaluer sa performance
- Le feedback extrinsèque se substitue au feedback intrinsèque
- Peut entraîner des corrections inopportunes (variabilité excessive)
Une façon optimale de présenter le feedback ?
Diminuer la fréquence du feedback
Seuil de tolérance
un feedback est donné seulement si je
m’écarte de X % de l’objectif (feedback hors-limites)
Feedback si je m’éloigne de 5% (BW-5%) ou de 10% (BW-10%) du
temps cible
Si le seuil de tolérance (BW) est trop petit alors il y a trop de feedback
La pratique par observation
facilite l‘apprentissage d‘habiletés motrices
La représentation du mouvement acquise par observation est quasi similaire
à celle développée par pratique physique
Facteurs favorisant l’apprentissage moteur
- La pratique
- La variabilité de la pratique (aléatoire) dans une même
classe de tâches - La pratique constante pour une habileté fermée
- L’alternance pratique physique et observation/imagerie
motrice - Les feedbacks intrinsèques et extrinsèques (connaissance
du résultat) - La motivation
Limites de l’approche cognitive
Complexité du système
Multitude de mouvements et coordinations différentes
Stockage des programmes moteurs
Les habiletés motrices sont considérées comme des coordinations
Assemblage de segments, articulations (exemple : marche, roue)
- Coopération d’ensembles musculo-articulaires et segmentaires
indépendants au départ - Ces assemblages se traduisent par des relations spatio-temporelles
stables et reproductibles entre les composantes - Ces invariants sont la « signature » de la coordination (la marche,
la course, la course d’élan ont des formes spécifiques stables)
les contraintes
Ce sont les contraintes qui permettent la diminution des degrés de
liberté du système moteur et expliquer l’apparition, la persistance
ou la disparition des patrons de coordination
3 types de contraintes :
- Liées à l’organisme (morphologie, membres, taille, poids…)
- Liées à l’environnement (thermique, physique…)
- Liées à la tâche
Les petits poids
Ne font pas le poids
