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Cours 3 POSTURE, APPRENTISSAGE et ATTENTION. Chez les mammifères, lensemble des comportements moteurs nest pas présent au moment de la naissance. Ceci.

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1 Cours 3 POSTURE, APPRENTISSAGE et ATTENTION

2 Chez les mammifères, lensemble des comportements moteurs nest pas présent au moment de la naissance. Ceci est vrai pour la station debout de lêtre humain I - INTRODUCTION Contrairement à dautres espèces, la posture de référence quest la bipédie chez lhomme, nécessite une certaine maturation des différents systèmes de lorganisme. Ces systèmes englobent le système nerveux central, les systèmes musculo-squelettiques et les systèmes sensori-moteurs. Cependant, cette posture et son maintien dépendent des expériences vécues donc de lapprentissage.

3 Selon Schmidt (1982), lapprentissage peut être conçu comme un ensemble de processus associés à lexpérience ou à lexercice conduisant à des modifications relativement permanentes du comportement habile. Le bon équilibre debout passe par conséquent par un certain nombre dexpériences ou stades. Station allongée, station assise, à quatre pattes, debout avec appuis, debout sans appuis. Une fois acquis, le contrôle postural persiste tout au long de la vie. On peut certes sentraîner à rester debout de longs moments et à devenir performant. Des transferts dhabiletés sont néanmoins envisageables.

4 Une habileté est une compétence développée à la suite dun apprentissage dans une famille restreinte de tâches (Famose et Durand, 1988). Ainsi, les postures debout sur un pied, deux pieds, ou sur les mains constituent une famille restreinte de tâches qui nont quun but: le maintien postural. II – HABILETE ET TRANSFERT Lhabileté se distingue des aptitudes par sa spécificité familiale et par le fait quelle résulte dun apprentissage. Dans ce contexte, lentraînement sportif nest quun apprentissage particulier où lon apprend à maîtriser un certain nombre dhabiletés motrices. La performance est une actualisation de lhabileté qui sappuie sur les aptitudes du sujet.

5 Elle est donc soumise à des facteurs conjoncturels tels que la motivation, létat de santé, lenvironnement… La mesure de la performance dans la réalisation dune tâche permet donc destimer le niveau dhabileté acquis par le sujet dans la tâche. Dun point de vue psychologique, le transfert se définit comme lutilisation dune habileté apprise dans une tâche pour réaliser une performance dans une seconde tâche. Un transfert peut avoir différents effets sur la performance de la seconde tâche: positif, négatif ou nul.

6 Il est positif quand la performance dans une tâche facilite la performance dans une autre tâche. Il est négatif si la performance dans une tâche inhibe ou détériore la performance dans une autre tâche. Il est nul si la performance dans une tâche na pas dinfluence sur la performance dans une autre tâche. Cette absence de transfert est lhypothèse de la spécificité dHenry (1968) qui considère la collection des aptitudes humaines nécessaires à la réussite dans une activité est entièrement différente de celle requise par lautre activité. A lopposé, la théorie dAdams (1987) prétend que toutes les habiletés acquises peuvent sexprimer dans nimporte quelle activité.

7 De façon intermédiaire, Massion (1990) suggère que que le transfert dhabiletés ne peut se produire que lorsque les tâches ont fait lobjet dun entraînement. Quelques travaux ont cherché à identifier quels paramètres pouvaient favoriser ce type de transfert: La similarité de la tâche: Plus grande est la similarité entre 2 tâches en termes de stimulus et de réponses nécessaires, meilleur est le transfert. Par ex, transfert entre services au tennis et au VB. Le transfert bilatéral: cest le transfert dune habileté apprise avec un membre dun côté du corps sur la réalisation de la même habileté avec le membre controlatéral.

8 Cela nécessite toutefois que lapprenant ait déjà acquis lhabileté motrice avec le membre préféré. Le transfert bilatéral peut aussi se produire des mains vers les pieds: Raibert (1977) a observé des similarités temporelles dans les séquences de mouvements de tâches décriture avec la main dominante, avec le bras dominant, avec la main non dominante, avec le stylo dans la bouche et avec le stylo attaché au pied. Une autre façon de raisonner est de différencier les transferts verticaux et latéraux (Gagné, 1970) Un transfert vertical apparaît quand une habileté contribue directement à la performance dune tâche de la même famille mais plus complexe ou plus difficile.

9 Par ex, quelquun qui sait multiplier et soustraire peut résoudre des divisions plus rapidement que quelquun qui ne connaît pas ces règles arithmétiques. Par transfert latéral, on entend une sorte de généralisation qui se propage dans une série de situations ayant à peu près le même niveau de complexité Par ex, un enfant qui reconnaît que les fractions apprises en classe peuvent lui permettre de résoudre des problèmes de la vie courante (comme partager un gâteau en plusieurs parts) Ces questions, assez fondamentales, peuvent naturellement être transposées au niveau du contrôle de léquilibre.

10 Les méthodes danalyse du transfert: Le suivi longitudinal consiste à faire suivre un entraînement dans une situation donnée à un groupe de sujets. A la fin de lentraînement, ces derniers sont testés et comparés dans une autre situation à un autre groupe nayant pas suivi le protocole. Par ex, Robertson et al (1996) ont entraîné des sujets novices à marcher sur une poutre les yeux ouverts ou les yeux fermés (2 groupes) Les 2 groupes ont ensuite été testés dans une condition visuelle opposée à celle entraînée. Les résultats montrent un transfert nul.

11 Lamélioration des performances na été uniquement rapportée dans la condition sensorielle entraînée. La comparaison inter-groupe consiste à comparer 2 ou plusieurs groupes de sujets représentatifs de différentes populations dans une ou plusieurs tâches. Par ex, en station debout non perturbée, comparer des nageurs ou des danseurs. Linconvénient majeur est que le transfert est inféré par les résultats. Dans la mesure où les danseurs sont plus stables, on pourrait en conclure que la danse développerait un meilleur contrôle de léquilibre. Cela ne valide pas pour autant le lien entre la pratique sportive et la capacité déquilibration. Une corrélation entre le niveau de pratique dans lactivité et la performance posturale peut être intéressante.

12 La comparaison intra-groupe consiste, pour un même groupe de sujets, à comparer leurs performances entre différentes tâches plus ou moins spécifiques de leur activité. Par ex, en gymnastique, la stabilité peut exprimer le niveau dhabileté dans cette activité à un moment donné. Il est donc possible de comparer ces niveaux de stabilité à des situations peu ou pas entraînées. Ceci permet destimer le transfert dhabileté. Le travail mené par Asseman (2004) donne un éclairage particulier sur ces questions.

13 Transfert du maintien postural entre différentes tâches: 5 tâches de Bipédie (B), Unipédie (U), Unipédie avec jambe libre relevée (Y), appui sur les Mains (M) et Appui tendu renversé (A).

14 Les sujets sont des gymnastes experts (n=7). La performance posturale est objectivée par la mesure des surfaces décrites par le CP (à gauche) et par la vitesse (à droite). Les résultats montrent globalement une absence de transfert, quil sagisse de performance (surface) ou de contrôle (vitesse).

15 Une seconde question a été posée, celle dun transfert « sensoriel ». Il sagissait de comparer les performances et contrôles posturaux de gymnastes experts au travers de postures plus ou moins spécifiques et difficiles (B,U,M,A) réalisées YO et YF. Les résultats montrent un effet de la fermeture des yeux. Les gymnastes sont perturbés par la fermeture des yeux. On peut donc parler dun transfert dhabileté négatif entre une condition visuelle entraînée et une condition visuelle non entraînée. Ceci pourrait sexpliquer par des facteurs tels que la difficulté, la configuration segmentaire, lenvironnement visuel, le rôle des récepteurs cutanés…

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17 Effets de lexpertise sportive: Lexpertise dans des postures spécifiques saccompagne t-elle de meilleures performances dans des postures peu ou pas spécifiques (unipédie) par rapport à des sportifs non-experts? Indépendamment du niveau dexpertise, les sportifs sentraînaient exclusivement les yeux ouverts.

18 Les résultats montrent que pour la posture non spécifique (station debout), les experts ne présentent pas une meilleure performance (surface) ou un meilleur contrôle postural (vitesse) par rapport à des gymnastes non-experts. La pratique dactivités sportives (danse, tir, gymnastique), où le maintien de postures fait partie intégrante de la performance dans lactivité, naméliorerait pas léquilibre dans des postures non- entraînées. Les différences observées en unipédie sexpliqueraient par le niveau dentraînement dans la tâche et/ou par la différence de niveau sportif entre les 2 groupes (international vs départemental).

19 Dans la posture non spécifique réalisée les yeux fermés (unipédie), le contrôle de léquilibre nest pas différent de celui des non-experts. Le niveau dexpertise naurait donc pas deffet dans une condition visuelle différente de celle pour laquelle ils sont habituellement entraînés. En conclusion, leffet de lexpertise en gymnastique sur le maintien postural est retrouvé sous deux conditions: une configuration segmentaire entraînée (même réduite) et une condition visuelle entraînée.

20 La station debout est une activité de la vie courante qui est largement automatisée grâce à des activités sous- corticales et spinales. Bien que ce soit une tâche relativement simple, il est admis quelle requière des ressources cognitives (Lajoie et al., 1993). III – POSTURE ET CHARGE ATTENTIONNELLE Ces ressources, minimales chez le jeune adulte sur une tâche non-perturbée, peuvent être nécessaires lors de tâches plus complexes (support étroit) et/ou avec lâge. Une plus grande contribution des structures corticales impliquées dans lattention motrice (cortex pré-moteur) et la représentation interne du corps sont alors nécessaires.

21 Dautres conduites posturales, rencontrées dans la vie courante, sont également associées à des performances cognitives. Lobservation de personnes conversant tout en marchant, ou écoutant de la musique tout en courant illustre cette idée. Dans ces situations, les ressources attentionnelles doivent être partagées afin de permettre al réalisation des deux tâches. On peut donc se poser la question de savoir comment un protocole de double tâche peut affecter le niveau de performance postural.

22 La façon simple de répondre à cette question est de comparer un comportement de base enregistré par le biais dune simple tâche posturale avec une condition de double-tâche. Le coût lié à la double tâche conduit généralement à des diminutions des performances vis à vis de ce qui est observé lors dune simple tâche, ceci pour des raisons de compétition au niveau des ressources centrales. Plusieurs variables sont susceptibles daltérer le niveau de performance lors des protocoles de double-tâche. Les facteurs extrinsèques intègrent la nature de la tâche primaire (difficulté relative du contrôle postural), le contexte environnemental de la tâche (risque) et la nature de la seconde tâche (Woollacott & Shumway- Cook, 2002)

23 Les facteurs intrinsèques dépendent des sujets eux- mêmes. Cela inclut lexpertise sensori-motrice et donc lâge. Quelques modèles pour expliquer la performance lors de double-tâches: Le modèle de compétition: Le postulat est que le contrôle postural et lactivité cognitive entre en compétition au niveau des ressources attentionnelles. Il en résulte que la performance lors de la double-tâche se retrouve altérée vis à vis de la performance en simple tâche. Cette idée est validée par lobservation de performances détériorées avec lâge avec une propension à saccroître lors de double-tâches (Maylor & Wing, 1996)

24 Dautres études, cependant, ne montrent pas de tels effets et même une amélioration de la stabilité posturale en condition de double-tâche. Ceci peut sexpliquer par la difficulté de la tâche posturale et/ou par le type et la complexité de la tâche secondaire cognitive. Cet effet négatif sur le contrôle postural est plus important chez les personnes âgées et sexplique par les capacités cognitives et attentionnelles réduites. Ces données, prises ensemble, fragilisent ce modèle de compétition dans la mesure où il ne permet pas dexpliquer tous les résultats.

25 Le modèle dinteraction non-linéaire est apparu plus récemment. Le postulat est que léquilibre peut être amélioré ou détérioré selon lintensité de la demande de la tâche cognitive. Des sujets jeunes, debout sur une plate-forme de force, diminuent leurs mouvements posturaux lorsquils répondent verbalement en réaction à des stimuli visuels ou auditifs (Vuillerme et al., 2000). La stabilité posturale a également été améliorée chez des personnes âgées avec des stimuli cognitifs spatiaux (Deviterne et al., 2005). Ceci suggère que la stabilité peut être améliorée indépendamment de lâge dès lors que la difficulté est réduite. Ceci sexpliquerait par un glissement vers un contrôle plus automatique plus efficace.

26 Cette idée est renforcée par le fait que les sujets se mettent à bouger davantage si on leur demande de se focaliser sur le contrôle de léquilibre (Vuillerme et Nafati, 2005). Le type de tâche cognitive (spatiale ou non-spatiale) et le processus cognitif mis à contribution (traitement ou mémorisation) peuvent aussi interagir (McNevin & Wulf, 2002). En faisant varier la nature, et par suite la difficulté de la tâche, Huxhold et al. (2006) ont montré que pour les double-tâches « faciles », la stabilité était amélioré chez les jeunes comme chez les séniors. A linverse, des tâches cognitives plus difficiles amélioraient les capacités déquilibration des jeunes mais détérioraient celles des séniors.

27 Quelques problèmes méthodologiques, tels que le choix des paramètres stabilométriques, qui fragilisent la validation du modèle, sont néanmoins à relever. Le troisième modèle, celui de la tâche prioritaire, peut être mis en lumière au travers des stratégies de contrôle de léquilibre utilisées. On peut également retrouver cela avec lexemple des personnes âgées qui sarrêtent pour parler. Parce que faire deux choses en même temps est pour elles problématique, il leur faut nécessairement faire un choix. Un autre exemple est la priorité donnée par un grand nombre de personnes âgées à leur équilibre, du fait de sa précarité ou du risque, vis à vis de leur performance cognitive (Brown et al., 2002).

28 Cette vision se retrouve au travers du principe du « posture first », qui a été proposé pour expliquer, chez les séniors, la détérioration des performances cognitives du fait de la priorité donnée à léquilibre lors de double- tâches. Quelques données de la littérature contredisent toutefois ce modèle en montrant une contribution accrue des capacités cognitives pour contrôler léquilibre (Maylor et al., 2001; Shumway-Cook et al.,1997) Le contexte environnemental, le type et la complexité des tâches cognitives et posturales proposées pourraient expliquer ces différences. Plus que dues à un déclin des capacités cognitives, ces comportements pourraient résulter de mécanismes de plasticité cérébrale.

29 Lanatomie des systèmes moteurs révèle que deux structures sont susceptibles dintervenir dans la régulation des mouvements du corps Le cortex cérébral, avec ses aires motrices et pré- motrices, est principalement impliqué dans le contrôle des mouvements fins et précis réalisés par nos muscles distaux Les noyaux du tronc cérébral (vestibulaire, zone réticulée, tectum) sont quant à eux davantage impliqués dans le contrôle des mouvements axiaux Le faisceau cortico-spinal contrôle par des voies collatérales les noyaux du tronc cérébral Le modèle physiologique:

30 Choix de la tâche cognitive: - Elle doit mobiliser des structures connues pour largement influencer les systèmes moteurs - Elle ne doit pas conduire à une verbalisation pendant la mesure - Elle doit pouvoir être réalisée selon des difficultés absolues différentes selon les sujets Les paramètres posturaux doivent quantifier la performance posturale sur des durées denregistrement différentes Cahier des charges protocolaires

31 La tâche cognitive : un déplacement virtuel dans un espace à deux dimensions

32 Instruction : Avant

33 Instruction : Gauche

34 Instruction : Arrière

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36 Les résultats Le délai moyen entre deux instructions successives: Il augmente significativement (p<0,01) chez les séniors p < 0, Jeunes Séniors Délai (ms)

37 Les positions moyennes : Quelles que soient les conditions, les groupes ou les axes (ML ou AP), aucune différence statistiquement significative nest décelée.

38 Les variances des positions successives du CP : Aucun effet nest décelé pour les séniors, quel que soit laxe Par contre, une différence statistiquement significative (p<0,05 sur ML et p<0,01 sur AP) caractérise les jeunes.

39 Selon lâge, la perte dattention ninduit pas les mêmes effets sur le contrôle de léquilibre Les effets apparaissent légèrement plus importants sur laxe AP Conclusion Les performances posturales en « simple tâche » étant comparables, le déficit observé chez les séniors sexpliquerait par une moindre efficience des systèmes automatiques de contrôle de léquilibre


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