Contrôle moteur et mouvement

Le contrôle moteur est l'étude de la manière dont le système nerveux organise les muscles et les articulations pour produire un mouvement intentionnel, et comment ce mouvement est planifié, exécuté et corrigé en temps réel. En ergothérapie, c'est la fonction corporelle qui sous-tend l'atteinte, la préhension, la manipulation d'objets, la posture et la locomotion. Son examen vise à comprendre pourquoi les actions d'une personne sont imprécises, lentes ou exigeantes en effort lors des tâches quotidiennes.

Definition

Le contrôle moteur est l'ensemble des processus neuronaux, physiques et comportementaux par lesquels le système nerveux central spécifie, exécute et corrige continuellement le mouvement du corps et des membres pour atteindre un objectif.

Scope

Ce sujet couvre les principes neuronaux et comportementaux du mouvement volontaire et postural en tant que capacité individuelle : la planification motrice, le contrôle anticipatif (feedforward) et rétroactif (feedback), l'apprentissage et l'adaptation motrice, ainsi que les contributions des circuits corticaux, cérébelleux, des ganglions de la base et spinaux. Il traite le contrôle moteur comme un sujet de référence pertinent pour la performance occupationnelle, et non comme un protocole d'évaluation ou de traitement pour un individu donné.

Core questions

• Comment le système nerveux transforme-t-il un objectif intentionnel en un schéma coordonné d'activité musculaire ?
• Comment les contrôles anticipatif (prédictif) et rétroactif (correctif) sont-ils combinés pendant le mouvement ?
• Comment les signaux d'erreur entraînent-ils l'adaptation et l'apprentissage moteurs ?
• Comment les contributions corticales, cérébelleuses, des ganglions de la base et spinales diffèrent-elles dans leurs rôles ?

Key concepts

• Planification et programmation motrices
• Contrôle anticipatif (feedforward) et rétroactif (feedback)
• Adaptation et apprentissage moteurs
• Problème des degrés de liberté
• Générateurs centraux de patrons
• Contrôle postural et équilibre
• Coordination et synergies

Key theories

Modèles internes et prédiction sensorielle

Le système moteur est censé apprendre des modèles internes (prospectifs) qui prédisent les conséquences sensorielles d'un mouvement ; la différence entre le retour prédit et le retour réel constitue une erreur de prédiction qui entraîne à la fois la correction en ligne et l'adaptation d'essai en essai.

Contrôle optimal par rétroaction

Le mouvement peut être formulé comme la solution à un problème d'optimisation dans lequel le contrôleur minimise un coût (tel que l'effort et l'erreur) tout en corrigeant uniquement les déviations qui sont pertinentes pour l'objectif de la tâche, en tenant compte de la variabilité et du principe d'intervention minimale.

Mechanisms

Le mouvement dirigé vers un but est généré par un réseau distribué : les cortex moteur et prémoteur spécifient les paramètres du mouvement, les ganglions de la base contribuent à la sélection et à l'ajustement de l'action, le cervelet affine la synchronisation et prédit les conséquences sensorielles, et les circuits spinaux, y compris les générateurs centraux de patrons (central pattern generators), produisent une sortie rythmique et réflexe. Pendant un mouvement, le système compare le retour sensoriel prédit et réel ; l'erreur qui en résulte permet une correction rapide en ligne et, au fil des répétitions, l'adaptation du modèle interne sous-jacent. Les théories du contrôle optimal par rétroaction (optimal-feedback-control) décrivent comment le contrôleur corrige les erreurs pertinentes pour la tâche tout en tolérant une variabilité qui ne compromet pas l'objectif.

Clinical relevance

La compréhension du contrôle moteur aide les cliniciens à décrire et à analyser les problèmes de mouvement qui interfèrent avec les occupations, tels que l'altération de l'atteinte et de la préhension après un AVC ou la difficulté d'utiliser les mains de manière coordonnée. Cette entrée explique la science derrière de telles observations à titre de référence ; elle ne prescrit pas d'instruments d'évaluation, de dosage d'exercice ou de traitement pour un individu donné.

Evidence & guidelines

La majeure partie des preuves présentées ici est de nature mécanistique et théorique plutôt que basée sur des lignes directrices : des articles de synthèse synthétisent les études comportementales et neurophysiologiques sur l'adaptation, le contrôle optimal et les circuits de la locomotion et de la coordination. Les ouvrages de référence en recherche translationnelle résument comment ces principes éclairent le raisonnement en réadaptation sans s'engager sur un protocole unique.

History

Les travaux du XXe siècle sont passés des conceptions du mouvement basées sur les réflexes et hiérarchiques à des approches systémiques et dynamiques où le contrôle est distribué et émerge de l'interaction entre le système nerveux, le corps et la tâche. Le tournant computationnel des années 1990 et 2000 a introduit les modèles internes, la prédiction sensorielle et les formulations de contrôle optimal par rétroaction (optimal-feedback-control), qui encadrent désormais une grande partie de la compréhension de l'apprentissage et de l'adaptation motrice.

Debates

Quelle est la part du mouvement qui est prédictive par rapport à la part réactive ?

Les théories divergent quant au poids relatif des modèles internes anticipatifs (feedforward) et du retour sensoriel en ligne ; les vues actuelles considèrent les deux comme étant continuellement intégrés, leur équilibre variant en fonction de la tâche, de la vitesse et de l'incertitude.

Key figures

• Reza Shadmehr
• John Krakauer
• Karl Friston
• Anne Shumway-Cook

Seminal works

• shadmehr-2010
• friston-2011
• kiehn-2006

Frequently asked questions

Quelle est la différence entre le contrôle moteur et l'apprentissage moteur ?

Le contrôle moteur fait référence à la manière dont le système nerveux produit et corrige un mouvement à un instant donné, tandis que l'apprentissage moteur désigne les changements relativement durables de cette capacité qui résultent de la pratique et de l'adaptation aux erreurs de prédiction au fil du temps.

Pourquoi le contrôle moteur est-il pertinent en ergothérapie ?

Parce que l'atteinte, la préhension, la manipulation d'objets et le maintien de la posture dépendent tous d'un mouvement coordonné ; comprendre le contrôle moteur aide à expliquer pourquoi ces composantes des occupations quotidiennes peuvent être altérées et comment elles peuvent évoluer avec la pratique.