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Axe 3 : Neuro-biomécanique / Theme 4
Mécanismes nerveux impliqués dans la flexibilité émotionnelle du contrôle moteur
L’objectif central de ce travail est de comprendre comment les émotions sont capables de moduler la manière dont le système nerveux central contrôle les mouvements volontaires ou involontaires. En d’autres termes, il s’agit d’étudier comment les activations musculaires sont contrôlées par le système nerveux central en fonction du contexte émotionnel pour une même tâche motrice complexe.
Notre objectif est de combiner des enregistrements électroencéphalographiques, électromyographiques et cinématiques afin d’approfondir la compréhension des stratégies de modulation du contrôle moteur en fonction du contexte émotionnel. Il s’agira égelement de faire appel aux techniques d’imagerie (IRM) et de stimulation magnétique transcranienne (TMS) ou nerveuse périphérique pour étudier les processus nerveux responsables de la flexibilité émotionnelle dans le comportement moteur.
A travers une approche originale multidisciplinaire combinant neuroscience, biomécanique et psychologie cognitive, nous proposons ainsi d’aborder l’implication relative des mécanismes centraux dans la facilitation ou l’altération du mouvement humain en fonction du contexte émotionnel. Ces travaux contribuerons à un large panel d’applications au sein de programmes de réhabilitation auprès de patients AVC, de personnes âgées, mais également au sein de protocoles d’entraînement des soldats évoluant dans des environnements hostiles.
Projets de recherche
Effets des protocoles combinés d’imageries mentales émotionnelles et de respirations sur le potentiel de performance des intervenants en situation hostile : études comportementales et corrélats cérébraux en IRMf. – Doctorant : Jean-Philippe BIECHY, Directeur : David AMARANTINI, Codirecteur : Lilian FAUTRELLE.
Dans leur vie professionnelle quotidienne, le soldat du feu, le soldat commando, et par extension tous les intervenants en situations hostiles doivent être capables d’agir efficacement dans des conditions matérielles dégradées. Engageant jusqu’à leur vie et celle de tiers, ces intervenants ont l’obligation de réaliser et répéter des actions motrices et cognitives en maintenant un haut niveau de performance dans des contextes affectifs particulièrement déplaisants.
Les travaux issus de la psychologie comportementale ces 30 dernières années démontrent clairement l’impact des émotions sur les performances cognitivo-motrices (Lang et al. 1990). En accord avec ces études, les travaux scientifiques en neurophysiologie de l’équipe de recherche au sein de laquelle s’établit ce projet de thèse ont mis en lumière que les mécanismes nerveux centraux de contrôle des activités musculaires peuvent être différents selon le contexte émotionnel, suggérant des modifications de l’activité cérébrale pour un même mouvement (Pierrieau et al., 2019).
Au regard des activités professionnelles des sujets d’étude de ce travail, il apparait primordial que le paramètre affectif soit spécifiquement pris en compte dans l’entrainement et la préparation opérationnelle de ces intervenants. Avec une approche clinique, il a déjà été mis en évidence que des techniques de respiration ventrales permettent de diminuer les douleurs physiques perçues par des patients hospitalisés, mais également de diminuer leur fréquence cardiaque (Bertrand et al. 2020). Avec une approche au croisement des neurosciences et du contrôle moteur, il a par ailleurs été établi avec un grand niveau de preuve qu’un entrainement en imagerie motrice améliore les performances et favorise l’apprentissage (Gentili et al. 2006, 2010 ; Fautrelle et al. 2015).
Dans ce contexte, ce projet de thèse à double visée applicative et fondamentale a pour objectif d’une part la conception et l’optimisation de protocoles d’entrainements mentaux expérimentaux novateurs alliant imagerie mentale à valence émotionnelle et techniques de respiration, et d’autre part d’étudier l’activité cérébrale dans les réseaux cognitivo-moteurs impliqués. Dans un premier temps, cette thèse étudiera de manière quantitative les différents impacts de ces protocoles sur les performances psycho-physiques et neurophysiologiques des intervenants en situations hostiles. Dans un second temps, ce projet visera à identifier en IRMf les corrélats neuronaux sous-jacents afin de mieux comprendre les mécanismes inhérents aux modulations comportementales observées en réponse à la mise en place de ces protocoles. Enfin, la synthèse de ces travaux permettra d’ouvrir des perspectives d’applications cliniques d’optimisation des protocoles de réhabilitations cognitivo-motrices chez des populations d’intérêts (post-AVC, TC, population gériatriques chuteurs…).
Remerciements – Dans le cadre de ce travail, nous remercions par avance pour leur collaboration précieuse :
- Le Centre National d’Entraînement Commando – 1er régiment de Choc, Collioure, France
- La 13ème Demi-Brigade de Légion Etrangère, La Cavalerie, Larzac, France
- Le SDIS77, Service Départemental d’Incendie et de Secours de Seine et Marne, Melun, France
- Le SDIS12, Service Départemental d’Incendie et de Secours du Bassin, Decazeville, France
Bibliographie :
— Bertrand AS, Iannessi A, Buteau S, Jiang XY, Beaumont H, Grondin B, Baudin G (2020) Effects of relaxing therapies on patient’s pain during percutaneous interventional radiology procedures. Ann Palliat Med. 2018 Oct;7(4):455-462.
— Fautrelle L, Mareschal D, French R, Addyman C, Thomas E. (2015) Motor activity improves temporal expectancy. PLoS One. 2015 Mar 25;10(3):e0119187.
— Gentili R, Han CE, Schweighofer N, Papaxanthis C. (2010) Motor learning without doing: trial-by-trial improvement in motor performance during mental training. J Neurophysiol. 2010 Aug;104(2):774-83.
— Gentili R, Papaxanthis C, Pozzo T. (2006) Improvement and generalization of arm motor performance through motor imagery practice. Neuroscience. 2006 Feb;137(3):761-72.
— Lang, P., Bradley, M., & Cuthbert, B. (1990). Emotion, attention, and the startle reflex. Psychology Review, 97, 377–395.
— Pierrieau E, Charissou C, Vernazza-Martin S, Pageaux B, Lepers R, Amarantini D, Fautrelle L (2019), Emotional contexts impact the motor control of a voluntary pointing movement : an EMG-EMG coherence study. https://www.acaps.asso.fr/wp-content/uploads/2020/02/actesACAPS2019.pdf.
