Contrôle moteur

Le contrôle moteur propose un espace situé au carrefour de différentes disciplines comme la biomécanique et l’analyse du mouvement, la physiologie du mouvement, les neurosciences comportementales, les sciences cognitives. Il est défini par l’interaction permanente entre le sujet, l’environnement (envisagé la plupart du temps comme un ensemble de contraintes s’exerçant sur ce sujet) et la tâche à accomplir. Comme nous l’avons précisé précédemment, le sujet dispose de plusieurs systèmes interactifs interdépendants pour répondre aux conditions environnementales, lui offrant les possibilités d’un comportement moteur adapté.

Le terme « contrôle moteur » désigne l’ensemble des opérations effectuées par les structures nerveuses impliquées dans la préparation et l’exécution de mouvements coordonnés. Il peut s’agir de mouvements réflexes, d’activités automatiques, comme la locomotion, ou encore d’actes moteurs volontaires. Dans les conditions naturelles, ces trois types de mouvements coordonnés sont souvent intriqués (comme par exemple dans le maintien de l’équilibre), l’exécution d’un mouvement volontaire est souvent associée à un ajustement postural d’ordre réflexe. La tâche de base d’un système de contrôle comme le système de contrôle moteur est de gérer les relations entre les données sensorielles et motrices, de transformer les entrées sensorielles qui se modifient au cours de l’action en sorties motrices adaptées, favorisant une action appropriée, la coordination et le réglage des différents mouvements sélectionnés. En d’autres termes, pour exécuter des mouvements volontaires, le système nerveux central doit transformer les représentations neurales d’un certain nombre de données (comme la direction du ou des segments corporels concernés, l’amplitude de leurs déplacements, etc.) en signaux mettant en jeu les muscles ou les groupes musculaires qui vont déplacer ces différents segments impliqués dans l’exécution du mouvement.

La production d’un mouvement habile (i.e. expert) résulte de la mise en jeu coordonnée des différentes parties du corps et impose de fournir une réponse optimale aux contraintes rencontrées lors de l’exécution de ce mouvement, qu’elles soient de type externe, induites par l’environnement (la lutte contre la gravité par exemple) ou internes (l’orientation relative des segments corporels les uns par rapport aux autres, les caractéristiques inertielles de ces différents segments). Le problème des adaptations aux contraintes environnementales et aux contraintes de la tâche se présente sous deux formes complémentaires : les adaptations à court terme, le plus fréquemment en temps réel, et les adaptations à moyen ou long terme qui se produisent au cours de l’apprentissage. Cette mise en jeu coordonnée nécessite une organisation du système nerveux central définissant les paramètres du mouvement à réaliser.

Même parfois simples en apparence, la plupart des mouvements présentent une très grande complexité impliquant des exigences cumulées de force, de vitesse, d’amplitude et de précision (Hogan et al., 1987 ; Bouisset & Maton, 1996). Un simple déplacement linéaire exige par exemple toujours la composition de plusieurs déplacements angulaires des segments articulés du corps mobile et nécessite la mise en jeu d’une programmation complexe (Paillard, 1984). D’autres aspects interviennent également, notamment dans des tâches de locomotion. Ainsi, lorsque nous nous déplaçons, nous devons savoir où aller et comment y aller. Cela implique la construction d’une représentation cohérente du corps dans l’espace (Berthoz, 1991) afin que ce “ sixième sens ” (Berthoz, 1997) qu’est le mouvement puisse s’y déployer en accord avec l’environnement et les exigences de la tâche. La cohérence de l’espace pose le problème de la mise en correspondance et de l’intégration des informations fournies par les différents systèmes sensoriels et moteurs.

En accord avec Bernstein, plusieurs études sur le contrôle moteur ont montré l’organisation hiérarchique du mouvement. Une trajectoire désirée par exemple est planifiée au niveau du système nerveux central à haut niveau puis transformée en information à même d’être traitée à des niveaux plus bas. Associée à ce concept, on trouve la notion que, aux plus hauts niveaux, les propriétés les plus générales ou les plus globales du mouvement demeurent invariantes par rapport aux modifications spatio-temporelles de ce mouvement et sont représentées et utilisées pour définir, quantifier plusieurs paramètres du mouvement. Ceci permet au système de contrôle moteur de sélectionner une trajectoire spécifique parmi un nombre infini de possibles et évite le stockage de toutes les variations possibles d’un simple mouvement.

En résumé : le contrôle moteur apparaît comme un processus complexe, mettant en jeu différents facteurs et favorisant l’adaptation du sujet à son environnement ou aux contraintes de la tâche à réaliser. Ce contrôle moteur est organisé de façon hiérarchique (les centres de haut niveau planifiant l’action).

 

Références bibliographiques

Berthoz, A. (1991) Le problème des référentiels dans la perception et le contrôle du mouvement. De la physiologie à la cognition,  D.G.A. Science et Défense, Dunod , 281-300.

Berthoz, A. (1997) Le sens du mouvement. Editions Odile Jacob, Paris, 345 p.

Bouisset, S., Maton, B. (1996) Muscles, posture et mouvement. Bases et application de la méthode électromyographique. Hermann Editeurs, Paris, 735 p.

Hogan, N. (1984) An organizing principle for a class of voluntary movements. The Journal of Neuroscience, Vol. 4, No 11, 2745-2754.

Paillard, J. (1984) Espace et structures d’espace. Comportements, n°1, 7-19.