VIEILLISSEMENT ET CONTROLE...

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VIEILLISSEMENT VIEILLISSEMENT ET ET CONTROLE POSTURAL CONTROLE POSTURAL

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VIEILLISSEMENT VIEILLISSEMENT

ETET

CONTROLE POSTURALCONTROLE POSTURAL

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�� PremiPremièère partie re partie �� éétude dutude du contrôle posturalcontrôle postural

�� Seconde partie Seconde partie �� vieillissement et effets sur le vieillissement et effets sur le

contrôle postural contrôle postural

�� TroisiTroisièème partie me partie �� PPathologies liathologies liéées au es au

vieillissementvieillissement

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CHAP I : LE CONTRÔLE POSTURAL

I- DÉFINITIONS ET FONCTIONS DE LA POSTURE

II- CONTRÔLE DE LA POSTURE

A) les différents niveaux de contrôle de la posture

1) les réflexes

2) Contrôle global de la posture

- stratégies d’équilibre et synergies associées

a) stratégies et synergie lors de perturbation externes

-Référentiels

- variables globales

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b) stratégies et synergie lors du mouvement volontaire

- exemple du mouvement du tronc

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d) Adaptation du contrôle postural au contexte

III- DEUX PRINCIPALES QUESTIONS A SE POSER AVANT L’ELABORATION D’UN PROGRAMME EN APA

c) Organisation temporelle des stratégies:

Contrôle rétroactif versus anticipé

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CHAP II- LE VIEILLISSEMENT: EFFET DE L’AGE SUR LE CONTROLE POSTURAL

I- DÉFINITIONS, PRINCIPAUX SYSTÈMES TOUCHÉS PAR LE VIEILLISSEMENT

II- VIEILLISSEMENT ET CONSÉQUENCES SUR LE CONTRÔLE POSTURAL

A) Connaissances actuellesB) Effets de l’activité physique chez la personne âgéeC) Exemple d’étude sur le contrôle postural chez le sujet

vieillissant et âgé

1) connaissances actuelles chez le jeune adulte concernant les mouvements du tronc 2) Etude d’un mouvement du tronc vers l’avant chez le jeune adulte lorsque les contraintes d’équilibre sont fortement augmentées3) Etude de l’organisation et de l’adaptation de la coordination équilibre-mouvement au cours du vieillissement

3-1 Concernant le contrôle de l’équilibre chez la personne vieillissante3-2 Concernant l’organisation de la coordination équilibre-mouvement

4) Conclusion

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* Système nerveux central et périphérique (Collectif de gériatres, 2000; Strubel et al. 1999; Sperrs et al. 2002)

* Processus cognitifs, de mémorisation et de concentration (Shumway-Cook et al., 1997 ; Collectif de gériatres, 2000 ; Rankin et al., 2000 ; Ancoli-Israel S. 2005; Ancoli-Israel Sand Avalon L, 2006)

* Systèmes Sensoriels

���� système proprioceptif et cutané (Thoumie, 1999; Belhassen and Pélissier, 1999)

���� système visuel (Belhassen, 1999)

���� Altération du système vestibulaire avec l’âge (Strubel and Martin-Hunyadi, 1991)

* systèmes musculaire, articulaire et osseux(Malliopoulos and Thevenon, 1999; Greenspand et al. 1998; Timiras, 1997), reducing the strength of all muscle groups (Timiras, 1997).

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Conséquences:

� Altération du contrôle postural avec des pertes d’équilibre voire des chutes.( Maki et al. 1994 ; Mitchell et al. 1995)

� Augmentation de la dépendence visuelle et incapacité àhiérarchiser les différentes informations sensorielles participant au contrôle postural (Massion, 1994 ; Crémieux et al., 1999 ; Teasdaleet Simoneau, 2001)

� Modification des stratégies d’équilibration: passage d’une stratégie cheville à une stratégie hanche lors de perturbations posturales (Horak, 1991 : voir Lafont et al., 1999 ; Dickstein, 2001 ; Amiridis et al.,2003; Bleuse et al. 2005)

� Rigidification de la posture (Perennou et al, 1999; Kemoun et al, 2002, Laughton et al, 2003, Bosek et al, 2005;)

���� Réduction de la vision et de la sensibilité aux contrastes qui induit des modifications dans les paramètres spatio-temporels de la locomotion (Lord et al. 1996).

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���� Altération de la coordination posture mouvement (Paquette et al. 2005 ; Shumway-Cook et al. 1997; Rankin et al. 2000).

���� Difficultés à effectuer plusieurs tâches en même temps(Shumway-Cook et al. 1997; Lundin-Olsson et al., 1997 ; Rankinet al. 2000).

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Organisation et adaptation de la Organisation et adaptation de la coordination coordination ééquilibre/mouvement quilibre/mouvement

du tronc chez le jeune adultedu tronc chez le jeune adulte

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La coordination La coordination ééquilibrequilibre--mouvement smouvement s’’effectue par effectue par ll’’interminterméédiaire ddiaire d’’une stratune stratéégie cingie cinéématique (Babinski 1899)matique (Babinski 1899)

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�� Son butSon but : permettre l: permettre l’’exexéécution du mouvementcution du mouvement

tout en contrôlant le dtout en contrôlant le dééplacement du Centre de placement du Centre de

Masse (CM) Masse (CM)

(Crenna et al. 1987; Ramos et Stark 1990; Vernazza et al. (Crenna et al. 1987; Ramos et Stark 1990; Vernazza et al. 1996)1996)

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MODELISATION BIOMECANIQUEMODELISATION BIOMECANIQUESon principe repose sur la reconstruction de l’anthropométrie de chaque sujetÀ partir de différentes données

* issues d’une table de données anthropométriques (Zatiorsky et col, 1983)* des enregistrements cinématiques

Équation générale: xCM=∑(mi*xCMi)

∑miyCM=

∑(mi*yCMi)

∑mi

Avec : xCMi=xOi+lCMi*cos(θθθθi)et yCMi=yOi+lCMi*sin(θθθθi)

et

mi: masse des différents segments corporels: table anthropométrique

lCM i: distance entre la position du CM et l’axe de rotation de l’articulation distale de chaque segment: table anthropométrique

xOi et yOi: position de l’axe de rotation de l’articulation distale: donnée par la position des marqueurs lors de l’enregistrement cinématique

θθθθi: angle défini par chaque segment (délimité par 2 marqueurs) / horizontale:Enregistrement cinématique

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L’utilisation de la modélisation biomécanique dans l’étude du mouvement volontaire permet de répondre aux questions concernant la variable globale contrôlée dans le contrôle de l’équilibre

Hypothèse de départ: il existe un contrôle du déplacement du CM au cours du mouvement

Autres possibilité pour étudier le déplacement du CM au cours du mouvement:Utilisation de la plateforme de force:* en position stabilisée: CM=CP (validation du modèle )

* au cours du mouvement: premier principe de la dynamique: ∑Fext=maCG

Fx/m=aCG sur l’axe x

Fy/m=aCG sur l’axe y

Fz/m=aCG sur l’axe z

Double intégration Déplacement du CG sur l’axe xDéplacement du CG sur l’axe yDéplacement du CG sur l’axe z

Limites: erreurs dans les données anthropométriques (table + cinématique)pas de tables anthropométriques chez l’enfant

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�� Cette coordination intCette coordination intèègre deux composantes: gre deux composantes:

�� une composante passive due une composante passive due àà ll’’interaction interaction

dynamique passive des segments les uns avec les dynamique passive des segments les uns avec les

autres. autres.

�� Une composante active Une composante active �� une commande une commande

centralecentrale

(Crenna et al, 1987; Odsson et Thorstenson, 1987 ;

Pedotti et al, 1989 ; Ramos et Stark, 1990; Vernazza-

Martin, 1998)

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� Cette commande centrale est unique:

�La coordination se simplifie par l’intervention d’une commande centrale unique qui organise àla fois le mouvement et l’équilibre

(Alexandrov et al, 1994, 1998 ; Vernazza-Martin et al, 1999, 2000)

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ϕ’1(t) = R11 PC1(t) + R12 PC2(t) + R13 PC3(t)ϕ’2(t) = R21 PC1(t)+ R22 PC2(t) + R23 PC3(t)ϕ’3(t) = R31 PC1(t) + R32 PC2(t) + R33 PC3(t)

Avec Rij représentant la contribution de chaque commandesur un angle donné

sous la forme:

Chaque angle peut s’ exprimer par une combinaison linéaire de 3 composantes ou commandes indépendantes: PC1, PC2 et PC3.

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ϕ’ 1(t) = R11 PC1(t)ϕ’ 2(t) = R21 PC1(t)ϕ’ 3(t) = R31 PC1(t)

ϕ’ 1(t) = R11 PC1(t) + R12 PC2(t) + R13 PC3(t)ϕ’ 2(t) = R21 PC1(t) + R22 PC2(t) + R23 PC3(t)ϕ’ 3(t) = R31 PC1(t) + R32 PC2(t) + R33 PC3(t)

ϕ’ 1(t) = R11 PC1(t)+ R12 PC2(t)ϕ’ 2(t) = R21 PC1(t)+ R22 PC2(t)ϕ’ 3(t) = R31 PC1(t)+ R32 PC2(t)

Organisation « sans simplification »

Organisation « simplifiée » à 1 commande

Organisation « simplifiée » à deux commandes parallèles

Rapport fixe entre les angles

Plus de rapport fixeentre les angles

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� Cette coordination est adaptable à une modification des contraintes d’équilibre

�apparition d’équivalents moteurs

� Cette adaptation est permise grâce à une synergie musculaire typique

(Crenna et al, 1987;

Odsson et Thorstenson, 1987 ;Pedotti et al, 1989;

Vernazza-Martin et al, 1999, 2000).

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MOUVEMENT EQUILIBRE

Commande centrale uniqueFeedforward

Pré-réglage de la contribution articulaire

STRATEGIE CINEMATIQUE SYNERGIE MUSCULAIRE

Couplage articulaire

MOUVEMENT CONTRÔLE DE L’EQUILIBREDéplacement du CM

Contexte Représentations Internes

Pré-évaluation des contraintesLiées au mouvement et à l’équilibre

Feedback

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Etude d’un mouvement du tronc vers l’avant

chez le jeune adulte lorsque les contraintes

d’équilibre sont fortement augmentées

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�� 8 jeunes adultes de 26 8 jeunes adultes de 26 àà 36 ans36 ans

35°

Condition standard Condition balancelle

35°

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�� Deux modes de contrôle de lDeux modes de contrôle de l’é’équilibre au cours quilibre au cours du mouvementdu mouvement : :

contrôle actif continu du dcontrôle actif continu du dééplacement du CM placement du CM

contrôle actif intermittent, entrecoupcontrôle actif intermittent, entrecoupéé dd’’un un contrôle passif de ce dcontrôle passif de ce dééplacement. placement.

�� LL’’utilisation de lutilisation de l’’un ou de lun ou de l’’autre de ces contrôles autre de ces contrôles ddéépendrait pendrait àà la fois de lla fois de l’’individu et des individu et des contraintes dcontraintes d’é’équilibre dans lesquelles squilibre dans lesquelles s’’exexéécute cute ll’’action.action.

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Condition standard

Condition balancelle

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0.930.330.330.10.10.120.120.040.040.9988

0.970.150.150.160.160.150.150.10.10.9977

0.680.010.010.060.060.140.140.020.020.9966

0.690.640.640.210.210.190.190.070.070.9855

0.950.220.220.210.210.190.190.170.170.9744

0.94000.270.270.250.250.150.150.9333

0.950.170.170.260.260.240.240.090.090.9722

0.960.20.20.210.210.180.180.160.160.9711

ankleanklekneekneehiphipankleanklekneekneehiphipSubjectsSubjects

PC2PC2PC1PC1

Contribution des deux commandes PC1 et PC2sur chaque articulation (condition balancelle)

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La forte instabilitLa forte instabilitéé du support du support «« obligeraitobligerait »» le systle systèème me

àà ddéécoupler ses commandes afin de maintenir un coupler ses commandes afin de maintenir un

mouvement et un contrôle de lmouvement et un contrôle de l’é’équilibre similaire quilibre similaire àà la la

condition condition «« standardstandard »»

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MOUVEMENT EQUILIBRE

MOUVEMENT CONTRÔLE DE L’EQUILIBRE

Contexte Représentations Internes

Pré-évaluation des contraintesLiées au mouvement et à l’équilibre

Deux Commandes parallèlesFeedforward

SYNERGIES CINEMATIQUESEQUILIBRE

SYNERGIE MUSCULAIRESYNERGIE CINEMATIQUEMOUVEMENT

STRATEGIE CINEMATIQUE SYNERGIE MUSCULAIRE

Couplage articulaire

MOUVEMENT CONTRÔLE DE L’EQUILIBRE

Une Commande uniqueFeedforward

MOUVEMENT EQUILIBRE

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Comment l’organisation et l’adaptation de la

coordination équilibre-mouvement évolue-t-elle au

cours du vieillissement ?

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Etude de la coordination Etude de la coordination ééquilibrequilibre--mouvement du tronc chez la personne mouvement du tronc chez la personne

dd’’âge moyen et âgâge moyen et âgééee

- 7 de 49 à 65 ans

- 10 de 22 à 26 ans- 9 de 58 à 68 ans- 10 de 71 à 93 ans

Etude 1

Etude 2

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Etude 1: déplacement du CM

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�� Un 3Un 3èème mode de contrôle de lme mode de contrôle de l’é’équilibre au cours quilibre au cours du mouvementdu mouvement apparaapparaîît : t :

sursur--contrôle actif continu du dcontrôle actif continu du dééplacement du placement du CM CM

�� Contrôle similaire observContrôle similaire observéé àà celui de lcelui de l’’enfant de 6 enfant de 6 ansans

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Etude 2

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0.040.190.04sd

0.920.430.12meanOlderadults

0.090.210.06sd

0.870.460.16meanYoungadults

Ankler 23

Kneer 22

Hip r 21

Contributions of PC2 to the hip, knee and ankle angles, in Ankle seesaw

condition

Question: la commande PC2 sert-

elle à contrôler l’équilibre au cours du mouvement et/ou sert-elle à

stabiliser la balancelle?

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MOUVEMENT EQUILIBRE

MOUVEMENT CONTRÔLE DE L’EQUILIBRE

Contexte Représentations Internes

Pré-évaluation des contraintesLiées au mouvement et à l’équilibre

Deux Commandes parallèlesFeedforward

SYNERGIES CINEMATIQUESEQUILIBRE

SYNERGIE MUSCULAIRESYNERGIE CINEMATIQUEMOUVEMENT

STRATEGIE CINEMATIQUE SYNERGIE MUSCULAIRE

Couplage articulaire

MOUVEMENT CONTRÔLE DE L’EQUILIBRE

Une Commande uniqueFeedforward

MOUVEMENT EQUILIBRE

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Pathologies liPathologies liéées au es au vieillissement vieillissement

Alzheimer et pathologies Alzheimer et pathologies associassociééeses

*

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Définition de la Démence selon l’OMS

"Altération progressive de la mémoire et de

l'idéation, suffisamment marquée pour handicaper

les activités de la vie quotidienne, apparue depuis au

moins 6 mois et présence d'au moins un trouble

suivant: langage, calcul, jugement, altération de la

pensée abstraite, praxies, gnosies ou modification de

la personnalité »

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Surface Trajectoire

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�� DSM IIIDSM III

�� CritCritèères rajoutres rajoutéés:s:

*

1- LOCOMOTION NORMALE DANS LA PHASE PRÉCOCE DE LA MALADIE

2- PAS D’ANOMALIES CLINIQUES SIGNIFICATIVES DÉPISTÉES LORS DES EXAMENS CLINIQUES ROUTINIERS

3- PAS DE CAUSES ALTERNATIVES CONNUES POUR EXPLIQUER LA DÉMENCE

4- PAS D’ANOMALIES ÉVIDENTES SUR LE PLAN MOTEUR ET SENSORIEL AU COURS DE L’EXAMEN NEUROLOGIQUE

5- UN SCORE MODIFIE AU TEST DE HACHINSKI < 4

6- PAS D’ANOMALIES FOCALES SIGNIFICATIVES DU CERVEAU RÉVÉLÉES PAR L’IMAGERIE MÉDICALE

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Protocole 1:

17 patients et 15 sujets témoins

4 conditions:

- plateforme stable (10s � 2 essais)

- plateforme + translation vers l’avant (1 essai) et vers

l’arrière (2 essais)

- poutre stable (10s � 2 essais)

- poutre + translation vers l’avant (1 essai) et vers

l’arrière (2 essais)

Paramètres mesurés:

- déplacement angulaire tête, tronc, cuisses et jambes

- déplacement du CM

- déplacement du CP

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Protocole 2:

17 patients et 24 sujets témoins

Protocole de locomotion à vitesse préférée sur 6 m

3 conditions:

- sol normal (5 essais)

- obstacle 25 mm

- obstacle 152 mm

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Vitesse d’approcheVitesse d’enjambement

de l’obstacle

TD: Distance

pointe pied appui / obstacle

HD: Distance

obstacle / talon (osc)Longueur du

pasLargeur du

pas

FC: hauteur min entre pied

et obstacle

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AC

CS

TD

HD

FC

SL

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� LA DEMENCE VASCULAIRE

� LES DEGENERESCENCES FRONTO-TEMPORALES

� LES ATROPHIES DU LOBE TEMPORAL A EXPRESSION VERBALE

� LA MALADIE DE CREUTZFELDT-JAKOB

� LA MALADIE A CORPS DE LEWY