607 - Avancées technologiques pour l’étude des mouvements humains

Lors de nos activités de la vie quotidienne, l’environnement dans lequel nous réalisons nos mouvements change constamment.  Les caractéristiques du système nous permettant de nous mouvoir évoluent également au fil du temps en raison de phénomènes tels que la fatigue musculaire, la douleur ou le vieillissement. Il est primordial de pouvoir modifier notre comportement afin répondre à ces perturbations de nos mouvements afin de conserver notre efficacité.  La présentation proposée offrira un aperçu des possibilités offertes par la robotique afin d’évaluer les fonctions motrices nécessaires pour s’adapter à différents types de perturbations.

Grâce à une orthèse robotisée, nous avons développé une mesure novatrice de proprioception nous indiquant la capacité d’individus à détecter de légères entraves aux mouvements de leur cheville durant la marche.  En répétant de façon systématique ces perturbations de la cheville, il est possible d’évaluer la capacité des individus à les anticiper afin d’en minimiser l’impact sur la qualité de leurs mouvements, une forme d’apprentissage moteur.  L’influence de la douleur sur ce type d’apprentissage moteur sera présentée afin de démontrer la sensibilité de cette méthodologie. Alors que l’emphase de cet exposé sera mise sur l’évaluation comportementale des individus face à de telles perturbations, la présentation de Dr Laurent Bouyer permettra d’élucider les mécanismes neuropysiologiques derrière ces capacités.

En lien avec le contrôle du mouvement, une particularité du système nerveux est d’être capable de se reconfigurer en fonction des demandes de la tâche à accomplir et de l’environnement dans lequel ledit mouvement doit être fait. Cette capacité adaptative est avantageuse, mais complique également la recherche sur les mécanismes sous-jacents au contrôle et à l’apprentissage moteur, car les résultats obtenus « au repos » ne se généralisent pas nécessairement à ce qui se passe lors de mouvements. Cette présentation résume plusieurs séries d’expériences faites chez des participants en santé et chez des populations neurologiques où une orthèse de cheville robotisée fut utilisée afin d’étudier les mécanismes sous-jacents au contrôle et à l’apprentissage moteur directement pendant le mouvement. En imposant des perturbations contrôlées pendant la marche et en interrogeant des voies sensorimotrices à l’aide de différentes méthodes neurophysiologiques (TMS, réflexes, etc), cette approche nous a permis de mieux comprendre la plasticité adaptative et de dévoiler une partie des mécanismes neuraux sous-jacents. Ces résultats démontrent que la technologie ouvre une porte vers une étude de la neurophysiologie humaine non-invasive qui était hors de portée jusqu'à récemment et, en permettant de poser des questions de recherche novatrices, permettra de développer/optimiser les paradigmes de réadaptation locomotrice. 

La maladie de Parkinson (MP) est une maladie neurodégénérative pour laquelle il n’existe pas de traitement pouvant renverser ou stopper la progression des symptômes moteurs et non-moteurs. Les traitements traditionnels tels que la médication et la chirurgie de stimulation profonde des noyaux sous-thalamiques permettent de contrôler certains symptômes comme les tremblements, la rigidité articulaire et la bradykinésie alors qu’ils ont peu d’effet sur l’instabilité posturale, les troubles locomoteurs ainsi que les déficits cognitifs légers. Dans les premières dix années suivant le diagnostic de MP, ~50% des personnes développent des problèmes de chutes. Ceux-ci sont liées à la dégradation des mécanismes du contrôle postural, locomoteurs et de certaines fonctions cognitives. L’avancement des connaissances quant aux mécanismes responsables déficits posturaux et locomoteurs, ont donné lieu au développement de protocoles et d’outils qui ont permis d’optimiser non seulement l’utilisation des systèmes d’analyse du mouvement et de réalité virtuelle, mais également de démocratiser l’accès à ces technologies en développant des dispositifs plus mobiles et moins dispendieux (gyroscopes, accéléromètres triaxiaux). Ces avancées technologiques pourraient faciliter l’intégration des technologies en milieu clinique et permettre de développer des appareils pouvant prédire en temps réel des épisodes de blocage moteurs ou de chute afin d’assister ces personnes dans leurs déplacements quotidiens.

La technologie de captage de mouvements 3D à l’aide de centrales inertielles (CI) est très encourageante pour étudier des travailleurs dans leurs milieux de travail. Il suffit de fixer une CI sur chacun des segments du corps, de procéder à un calibrage du système au moyen d’une posture, puis de suivre le travailleur dans ses déplacements. Cette présentation a pour but de montrer les avancements dans ce domaine, les points forts ainsi que les obstacles à l’utilisation de ce type de technologie. Dans un premier temps, des tests en laboratoire ont été réalisés pour évaluer la validité et fidélité des CI à quantifier le mouvement humain. Le système de mesure composé de 17 CI parvenait à estimer une majorité des angles articulaires à l’intérieur d’un seuil acceptable de 5° d’erreurs pendant des tâches de manutention d’une durée de 32 minutes. Dans un second temps, des tests ont été effectués en entreprise avec des manutentionnaires expérimentés. Ces travailleurs ont été suivis sur plus de 30 minutes. Les résultats révèlent que dans ces conditions spécifiques près de 70 % des données recueillies ont été jugés acceptables. Cette perte de 30 % peut apparaître importante, mais il n’y a pas si longtemps encore, il n’était pas possible de quantifier la cinématique 3D des travailleurs en dehors des laboratoires. Il est possible de croire que bientôt ce type de problème sera réglé.