LES COMPOSANTES MOTRICES DE L’EQUILIBRE ? Dominique AUDEMER Directeur IFMK Responsable filière MK IRHPM 2009-2010

1.1. EQUILIBRE STATIQUE

1 - DEFINITIONS Équilibre (aequus libra) : État de repos d’un corps sollicité par plusieurs forces qui s’annulent. Équilibre stable : Équilibre dans lequel un corps, légèrement déplacé de sa position d’équilibre, tend à y revenir. Équilibre instable : Équilibre dans lequel un corps, écarté de sa position, s’en écarte davantage.

EQUILIBRE

Condition d’équilibre d’un solide Un corps solide, posé sur un plan horizontal, est en équilibre quand la verticale de son centre de gravité perce la base d’appui (polygone de sustentation) Cet équilibre est d’autant plus stable que la base d’appui est plus large et que le centre de gravité est plus bas

Polygone de Sustentation En position debout

Polygone de Sustentation En position assise

Polygone de Sustentation En position couchée

Exemple

1.2. EQUILIBRE DYNAMIQUE

L’EQUILIBRE Fonction sensori-motrice assurant en permanence la stabilité dynamique de la posture

Position particulière du corps, attitude, maintien. POSTURE Position particulière du corps, attitude, maintien.

L’EQUILIBRE Fonction sensori-motrice qui s’intéresse aux processus adaptatifs qui permettent au SNC de compenser des lésions, de résoudre des conflits entre les différents organes sensoriels, de produire des modifications adaptatives en réponses à des contraintes de l’environnement et du sujet

FONCTION SENSORI-MOTRICE 2 COMPOSANTES : 1. Le tonus musculaire 2. La posture

1. LE TONUS MUSCULAIRE Légère tension qui affecte les muscles striés au repos, qui leur donne une consistance caractéristique et qui disparaît par section du nerf moteur ou des racines médullaires postérieures correspondantes

1. LE TONUS MUSCULAIRE Cohésion ostéoarticulaire : couple agoniste antagoniste : stabilité du corps (ex : pour l’exécution d’un mouvement le muscle agoniste moteur se contracte pendant que le muscle antagoniste au mouvement se laisse étirer et adapte son tonus en conséquence) Répartition : favorise les muscles qui s’opposent à l’action de la pesanteur

Le tonus musculaire est à la fois un état de tension légère et la résistance à l'étirement d'un muscle squelettique sain in vivo. Le tonus musculaire est d'une extrême importance en ce qu'il constitue le point de départ des activités motrices et posturales, préparant le mouvement, fixant l'attitude, sous-tendant le geste, maintenant la statique et l'équilibre. Son importance va de pair avec une complexité due à l'intervention de l'ensemble des structures nerveuses centrales.

REFLEXE D’ETIREMENT

2. LA POSTURE Mode d’expression de l’activité antigravitaire qui s’exprime par l’immobilisation des segments corporels permettant à l’organisme de résister et de se préparer à réagir en fonction des caractéristiques de l’environnement

2. LA POSTURE Pesanteur => réactions posturales qui permettent : maintien des attitudes posturales fondamentales (position érigée par ex.) redressement : passage de la position couchée à la position érigée informations labyrinthiques, myo-articulaires, visuelles et tactiles maintien de l’équilibre : stabilité de la position posturale fondamentale (notion de ligne de gravité et polygone de sustentation).

2. LA POSTURE Fonction statique et d’équilibration activité correctrice et anticipatrice

Perturbations de l’équilibre Ajustements toniques Mis en place afin d’assurer la coordination entre la posture et le mouvement en minimisant les perturbations de l’équilibre consécutive au déplacement du centre de gravité Anticipés (fig. 2,4) Réactionnels (fig 1,3)

Ajustements toniques

2. CONTRÔLE DE L’EQUILIBRE - Stratégies fixes et invariantes ex: cheville ou hanche

Les composantes de l’équilibre Existence de quatre systèmes : 2.1. Un système sensoriel 2.2. Des voies de conductions sensitives 2.3. Un système effecteur 2.4. Un système de contrôle régulant l’activité des effecteurs en fonction des messages fournis par le système sensoriel

2.1. SYSTEME SENSORIEL 2.1.4. Système visuel 2.1.3. Système vestibulaire 2.1.1. Système "proprioceptif" a : FNM c : tendineux b : articulaire 2.1.2. Récepteurs tactiles

2.1.1. RECEPTEURS PROPRIOCEPTIFS Les récepteurs fusoriaux Les récepteurs tendineux Les récepteurs articulaires

RECEPTEURS PROPRIOCEPTIFS FNM GOLGI

2.1.2. MECANO-RECEPTEURS CUTANES

2.1.3.RECEPTEURS LABYRINTHIQUES L’organe vestibulaire constitue une centrale gravito-inertielle

RECEPTEURS LABYRINTHIQUES

RECEPTEURS LABYRINTHIQUES Les canaux semi-circulaires et perception des rotations Les trois canaux semi-circulaires sont disposés selon les trois plans de l'espace, ils se présentent comme des tores (tubes circulaires) contenant un liquide, l'endolymphe. Lors d'un mouvement de rotation, la force de Coriolis entraîne un déplacement du liquide par rapport aux canaux qui est détecté par les cils des cellules ciliées vestibulaires situés sur la paroi des canaux. La disposition orthogonale des trois canaux permet donc de détecter un mouvement quel que soit l'axe de la rotation. Ils ont un rôle prédictif dans les ajustement posturaux

RECEPTEURS LABYRINTHIQUES La perception des accélérations linéaires repose sur les autres cavités du système vestibulaire que sont l'utricule et la saccule, qui forment le système maculaire A la différence des autres cellules ciliées, les mécanorécepteurs maculaires sont "lestés" par des otolithes, de petites concrétions calcaires engluées aux cils par un gel visqueux. Lors d'une accélération linéaire leur mouvement d'inertie est converti en message nerveux. La pesanteur terrestre (verticale et orientée vers le bas) est une accélération particulière qui est détectée par le système maculaire ce qui renseigne l'organisme sur son orientation dans l'espace.

2.1.4. RECEPTEURS VISUELS Rétine maculaire : fonction extéroceptive Reconnaissance et identification des formes, des textures, et des couleurs Evaluation des dimensions Orientation et localisation précises par évaluation des distances et des angles Analyse de la disparité binoculaire et de la parallaxe permettant au cerveau de reconstruire la 3ème dimension.

RECEPTEURS VISUELS Rétine périphérique : fonction proprioceptive Détection de vitesse de mouvement de scènes visuelles animées par un déplacement linéaire ou angulaire Perception du mouvement objectif et du mouvement subjectif (objet qui se déplace par rapport au corps et corps qui se déplace par rapport à l’objet) Vection : scène visuelle en mouvement qui induit une sensation de mouvement chez un observateur immobile

RECEPTEURS VISUELS Vection et équilibre postural Les sensations de mouvements engendrées par le phénomène de vection produisent des réaction posturales qui tendent à incliner le corps dans la direction opposée au mouvement perçu

CONCLUSION Après expérimentation il apparaît : - une prédominance du système visuel périphérique sur le système vestibulaire - une influence importante du système visuel sur les réflexes locaux mettant en jeu les récepteurs fusoriaux par la boucle myotatique

LA PROPRIOCEPTION Perception totale de notre corps en l’absence de vision maculaire Perception de la position et du mouvement des différentes parties du corps dans l’espace Perception de la force

LA PROPRIOCEPTION Les informations proprioceptives sont nécessaires pour : Maintenir l’équilibre Contrôler et guider les mouvements volontaires Évaluer la forme d’un objet dans la main…

LA PROPRIOCEPTION 2 sous modalités : La statesthésie : sensation de la position des membres ou des segments les uns par rapport aux autres. Informations statiques La kinesthésie : sensation de mouvement permettant de localiser les différentes parties de notre corps et d’évaluer leur déplacement (vitesse et direction). Informations dynamiques

LABYRINTHE : Canaux semi- Circulaires, utricule et ARTICULATIONS : Organes de Ruffini, et de Pacini TENDONS : Organes Tendineux de Golgi LABYRINTHE : Canaux semi- Circulaires, utricule et saccule MUSCLES : fuseaux Neuro-musculaires TRAITEMENT CENTRAL de l’INFORMATION Peau : récepteurs tactiles Vision : rétine périphérique PROPRIOCEPTION Perception de la position et du mouvement des différentes parties du corps et de la force - Perception du corps dans l’espace

Les composantes de l’équilibre Existence de quatre systèmes : 2.1. Un système sensoriel  2.2. Des voies de conductions sensitives 2.3. Un système effecteur 2.4. Un système de contrôle régulant l’activité des effecteurs en fonction des messages fournis par le système sensoriel

LES VOIES DE LA SENSIBILITE PROPRIOCEPTIVE Consciente Inconsciente

LES VOIES DE LA SENSIBILITE PROPRIOCEPTIVE SPI Flechsig Gowers

LES VOIES DE LA SENSIBILITE PROPRIOCEPTIVE Le VIII ou nerf vestibulo-cochléaire Nerf de l’audition (originaire du limaçon) Nerf de l’orientation et de la direction de la tête (originaire du vestibules et des canaux semi-circulaires) voie de la sensibilité proprioceptive de la tête

LES VOIES DE LA SENSIBILITE EXTEROCEPTIVE Tact épicritique (fin) Tact protopathique (grossier) Douleur et température

LES VOIES DE LA SENSIBILITE EXTEROCEPTIVE T E tact épicritique : Goll et Burdach Voies somesthésiques lemniscales T thermique D douleur T.P. tact Protopathique Voies somesthésiques extra-lemniscales

Les composantes de l’équilibre Existence de quatre systèmes : 2.1. Un système sensoriel 2.2. Des voies de conductions sensitive 2.3. Un système effecteur 2.4. Un système de contrôle régulant l’activité des effecteurs en fonction des messages fournis par le système sensoriel

Essentiellement les motricités Automatique Réflexe 2.3. SYSTEME EFFECTEUR Essentiellement les motricités Automatique Réflexe

2.3. SYSTEME EFFECTEUR Quelques voies de la motricité automatique

2.3. SYSTEME EFFECTEUR

des motricités automatique et réflexe: 2.3. SYSTEME EFFECTEUR Terminaison des voies des motricités automatique et réflexe: La corne antérieure de la moelle Le motoneurone alpha (voie finale commune de Sherrington Le muscle squelettique

Les composantes de l’équilibre Existence de quatre systèmes : 2.1. Un système sensoriel 2.2. Des voies de conductions sensitives 2.3. Un système effecteur 2.4. Un système de contrôle régulant l’activité des effecteurs en fonction des messages fournis par le système sensoriel

2.4. SYSTEME DE CONTROLE 2.4.1 Au niveau médullaire 2.4.2 Au niveau du tronc cérébral 2.4.3 Au niveau du cervelet 2.4.4 Au niveau des noyaux gris centraux 2.3.5 Au niveau cortical

2.4.1. AU NIVEAU MEDULLAIRE Le reflexe myotatique ou réflexe d’étirement et sa régulation

2.4.2. AU NIVEAU DU TRONC CEREBRAL 2.4.2.1 Formation réticulée 2.4.2.2. Noyau rouge 2.4.2.3. Olive bulbaire 2.4.2.4 Noyau vestibulaire

2.4.2.1. FORMATION RETICULEE Ascendante : contrôle de l’éveil et du sommeil (dite facilitatrice) Lésion  troubles de l’éveil et du sommeil Descendante : régulation du tonus (dite inhibitrice) Lésion  opisthotonos contracture généralisée des muscles extenseurs Tête, tronc, membres

2.4.2.2. NOYAU ROUGE Donne naissance au faisceau rubro-spinal Reçoit des afférences du cortex cérébral et du cervelet Régulateur des réflexes d’origine cervicale : influence tonique facilitatrice la flexion de la tête  augmentation du tonus : - des fléchisseurs des membres antérieurs - des extenseurs des membres postérieurs l’extension de la tête  augmentation du tonus : - des extenseurs des membres antérieurs - des fléchisseurs des membres postérieurs La rotation de la tête  augmentation du tonus : - des extenseurs du membre supérieur côté rotation - des fléchisseurs du membre supérieur côté opposé à la rotation

2.4.2.3. OLIVE BULBAIRE Donne naissance : - au faisceau olivo-spinal - à une boucle de rétroaction olive bulbaire-cervelet-olive bulbaire Reçoit des afférences du noyau rouge et du locus niger

2.4.2.4. NOYAU VESTIBULAIRE Donne naissance : - au réflexe tonique labyrinthique : un mouvement de la tête vers l’arrière  augmentation du tonus des muscles extenseurs des membres inférieurs et fléchisseurs des membres supérieurs un mouvement de la tête vers l’avant … Les réflexes d’origine cervicale et ceux d’origine vestibulaire s’opposent Une décérébration au dessus des noyaux vestibulaires  rigidité de tous les muscles anti-gravitaires

L’ATAXIE VESTIBULAIRE Ataxie : trouble de la coordination, de la contraction musculaire volontaire, automatique, réflexe; Elle perturbe les ajustements posturaux et la station debout. Vestibulaire : signe de Romberg déséquilibre avec tendance à la chute qui s’accentue à l’occlusion des yeux. Le signe de Romberg est un signe explorant la sensibilité proprioceptive (c'est-à-dire la sensibilité qui renseigne sur la position spatiale de chaque membre par rapport aux autres). Le patient doit se tenir debout, talons joints, membres supérieurs tendus, puis fermer les yeux. Si l'on observe une aggravation non latéralisée du déséquilibre à l'occlusion des yeux" ou une oscillation des membres supérieurs, on en conclut que le patient est atteint d'une défaillance de la sensibilité proprioceptive, car il n'y a plus d'adaptation automatique. C'est ce qu'on appelle le signe de Romberg. Il est très fréquemment utilisé lors de l'exploration d'un syndrome vestibulaire: Il peut également être utile dans l'exploration d'un syndrome cérébelleux, dans lequel l'instabilité n'est pas modifiée par la fermeture des yeux.

2.4.3. AU NIVEAU DU CERVELET 3.4.3 Au niveau de L’archéocervelet : contrôle de l’équilibration

2.4.3. AU NIVEAU DU CERVELET 3.4.3 Au niveau du paléocervelet : contrôle du tonus de posture des muscles somatiques chargés de contrebalancer les effets de la pesanteur

2.4.3. AU NIVEAU DU CERVELET 3.4.3 Au niveau du néocervelet : contrôle dans le temps de la motricité volontaire Lésion => Difficulté à l’apprentissage de nouveaux schémas moteurs

SYNDROME CEREBELLEUX Troubles de la statique et de la marche ( du polygone de sustentation, danse des tendons, marche irrégulière) Troubles de l’exécution des mouvements Troubles de la coordination dans l’espace (dysmétrie ou hypermétrie) Asynergie Troubles de la coordination dans le temps (dyschronométrie , adiadococinésie, tremblement à l’activité) Trouble du tonus : hypotonie, passivité, ROT pendulaires

2.4.4. AU NIVEAU DES NOYAUX GRIS CENTRAUX Thalamus Striatum = putamen Pallidum Noyau caudé Locus niger Une perturbation au niveau de ces centres se caractérise par : Des troubles du tonus Des troubles des mouvements automatiques - Des troubles dans l’initiation des mouvements volontaires

2.4.5. AU NIVEAU DU CORTEX En cas de lésion des aires pré-motrices on observe des troubles de l’ajustement du tonus des muscles du tronc lors de mouvements volontaires d’un membre supérieur = Troubles des activités posturales anticipatrices

MOTONEURONE Gamma sous influence

SPASTICITE Pyramidale Dans le cadre d’un syndrome pyramidal type Hémiplégie Stade flasque : hypotonie, hyper-extensibilité, ROT abolis Stade spastique : hypertonie élastique (résistance à l’étirement en lame de canif) apparaissant au MS (fléchisseurs) et MI (extenseurs) caractérisée par la vitesse d’étirement, l’angle d’apparition ROT vifs diffusés polycinétiques EXAGERATION DU REFLEXE MYOTATIQUE PAR ABSENCE DE REGULATION SUPERIEURE

CORTEX Sous influence