To study the mechanical, physiological, neurological, psychological and sociological determinants of the motricity of living beings, human in particular.
In daily life we often move at a preferred pace, thereby choosing certain relationships between amplitude, speed or duration, i.e. movement vigor. Yet, the principles underlying the formation of movement vigor remain unclear. If basal ganglia dysfunction clearly affects movement vigor, relatively large inter-individual differences have also been reported amongst healthy subjects performing various motor tasks such as saccades, walking or reaching. Biomechanics (e.g. anthropometry) likely contributes to inter-individual differences but recently a “cost of time” theory has been proposed to be the cornerstone of such differences in movement invigoration. It assumes that the brain puts a cost on time during the neural control of movement. In this talk, I will review earlier theories that have been proposed to account for the vigor of human movement and motivate the cost of time theory as a normative means to predict the vigor of self-paced arm movements. The proposed theory can account for the formation of movement vigor as well as for inter-individual differences beyond simple biomechanical discrepancies. The consistency of the cost of time across modeling choices, tasks or repeated measurements will then be explored. Its role in explaining other phenomena such as Fitts’ law will be addressed and future works to characterize its origin will be devised. Overall, vigor is a central (but still intriguing) aspect of human motor behavior that seems to require a multidisciplinary approach lying at the interface of mathematics, biomechanics, neurophysiology and psychology, to be better understood.
M. Alix RENAULT vous invite à la soutenance publique de ses travaux de thèse intitulés :
Influence des représentations internes sur l'adaptation sensorimotrice et la cognition spatiale. Effets de la proprioception et de la variabilité inter-individuelle.
La soutenance est prévue le mercredi 12 décembre 2018 à 14h00 à la Faculté des sciences du sport - 163 Avenue de Luminy - Case 910 - 13288 Marseille 9 - Amphithéâtre Jacques Paillard devant le jury proposé :
M. Fabrice SARLEGNA Institut des Sciences du Mouvement Etienne-Jules Marey Co Directeur de thèse
M. Jean-Louis VERCHER Institut des Sciences du Mouvement Etienne-Jules Marey Co Directeur de thèse
Mme Carine MICHEL-COLENT Laboratoire INSERM U1093 - Université de Bourgogne Rapporteur
Mme Agnès ROBY-BRAMI Institut des Systèmes Intelligents et de Robotique - INSERM Rapporteur
M. Philippe BOULINGUEZ Centre de Recherche en Neuroscience de Lyon - Université C. Bernard Examinateur
M. Bastien BERRET Laboratoire Complexité, Innovation, Activités Motrices et Sportives (CIAMS) - Université Paris-Sud Examinateur
Mots-clés : Représentations internes, Proprioception, Adaptation sensorimotrice, Cognition spatiale, Transfert inter-membre, Désafférentation
Résumé :
Comment réalisons-nous des mouvements volontaires ? Quels mécanismes nous permettent de saisir des objets ou de s’orienter dans un
environnement ? Certains travaux suggèrent que des représentations au sein du système nerveux central sont à la base d’actions banales
telles que des mouvements d’atteinte manuelle vers un objet ou de la mémorisation de la disposition d’un centre commercial. Cependant,
la nature de ces représentations reste à clarifier. Pour ce qui concerne le contrôle des mouvements du membre supérieur, deux principaux
types de représentations du mouvement ont été proposés avec des représentations selon un système de coordonnées extrinsèque et un
système intrinsèque. Pour ce qui concerne la représentation de l’espace, deux systèmes de coordonnées pourraient être utilisés : un
système allocentré et un système égocentré. L’objectif de cette thèse était de clarifier la nature des représentations utilisées pour le
contrôle sensorimoteur et la cognition spatiale. Nous nous sommes également intéressés aux modalités sensorielles impactant à la fois le
contrôle sensorimoteur et la cognition spatiale, en se concentrant sur la vision et la proprioception.
Pour étudier les représentations à la base du contrôle sensorimoteur, nous nous sommes appuyés sur une méthode classique d’adaptation sensorimotrice, l’adaptation à une
perturbation prismatique, afin de déterminer les systèmes de coordonnées utilisés dans un contexte de transfert d’adaptation inter-membre.
Notre première étude (Renault et al., sous presse) a révélé que le transfert inter-membre d’adaptation prismatique était lié aux caractéristiques individuelles des
participants telles que la vitesse et la variabilité du geste. Les participants les plus rapides et variables présentaient un transfert compatible
avec des représentations de l’action dans un système de coordonnées intrinsèque tandis que les participants les moins rapides et variables
présentaient un transfert suivant un système de coordonnées extrinsèque.
Afin de déterminer l’impact que la proprioception peut avoir sur les représentations du mouvement et de l’espace, nous avons étudié l’influence de la perte de la proprioception en travaillant avec deux rares participants (GL et IW), dits désafférentés. Notre deuxième étude a caractérisé les mouvements réalisés par ces participants
désafférentés avec le membre dominant et le membre non-dominant par rapport à des contrôles. Les résultats ont souligné un important
déficit moteur chez ces deux participants désafférentés qui sont tous deux plus variables avec le membre non-dominant. De plus, le geste
de GL et IW est réorganisé par rapport aux contrôles, avec une vitesse plus importante et une atteinte du pic de vitesse plus précoce.
Notre troisième étude a exploré les représentations de l’action via l’adaptation prismatique et montre que pour les contrôles et IW, un référentiel
de type extrinsèque a été utilisé dans le cadre du transfert inter-membre. L’influence de la perte massive de proprioception a été
particulièrement marquée pour GL dont les résultats soulignent l’importance de la proprioception pour la planification et l’adaptation
sensorimotrice. Enfin, notre quatrième étude visait à examiner l’influence de la proprioception sur la capacité à se représenter l’espace.
Aucun effet significatif du type de système de coordonnées (allocentré vs égocentré) n’a été trouvé mais le temps de réaction des
participants désafférentés était plus long que les contrôles, suggérant que la proprioception joue un rôle dans la représentation de l’espace.
L’ensemble de ces résultats suggèrent que la proprioception est un sens contribuant au contrôle de la motricité mais dont l’influence sur la
cognition spatiale reste à clarifier. L’idiosyncrasie relevée au cours de ces travaux représente certainement un challenge pour la
caractérisation des invariants du comportement mais pourrait aussi être exploitée pour une meilleure compréhension du contrôle
sensorimoteur et de la cognition spatiale.
Mon coach est un chercheur
Reportage de Jérôme Val et Guillaume Battin.
Intervenants
Matthieu Delalandre - sociologue du sport, maître de conférence en STAPS à l’Université Paris-Est Marne-la-Vallée
Guillaume Rao - biomécanicien, maître de conférences à Aix-Marseille Université, Faculté des Sciences du Sport, également à l'Institut des sciences du mouvement
La migration des cellules participe à de nombreux processus physiologiques tout comme à la propagation de certains cancers. Des chercheurs ont étudié ces mouvements et mis en évidence un nouveau phénomène : la curvotaxie. Elle désigne la capacité des cellules à migrer en fonction de la courbure de leur environnement, y compris à l’encontre de la gravité. Ces travaux, publiés dans Nature Communication, montrent également que cette courbure influence l’expression de certains gènes.
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F. Ruffier commente le robot Delfly Nimbledans un article Perspective paru dans Science Mag, l'article de Karásek et al. (2018) Science décrivant le robot Delfly Nimble. Ce robot volant à ailes battantes effectue des virages relevés tel un insecte. Le Delfly Nimble, créé par une équipe de la Delft University of Technology (Pays-Bas) aide ainsi à mieux comprendre dans le détail comment les insectes réalisent de tels virages rapides pour s'échapper.
F. Ruffier
"Robotic-flapper maneuvers and fruitfly turns"
Science Vol. 361, Issue 6407, pp. 1073-1074 DOI: 10.1126/science.aau7350
Nos invités du jour, le pédopsychiatre Michel Botbol et la psychosociologue Cécile Martha, s'interrogent autour de la question suivante : «Pourquoi prendre des risques?»
Prendre des risques fait partie de la nature humaine. Mais, chacun en a son appréciation, et celle-ci, si elle est mal évaluée, peut avoir de néfastes conséquences, pour soi ou pour les autres. Cerner le risque, le comprendre, se trouver face à lui, individuellement ou collectivement, pour mieux se laisser aller à l’audace, voilà le propos de l’exposition.
L’application, développée par la startup basée à Marseille, veut rompre avec la sédentarité en incitant les utilisateurs à marcher pour découvrir une ville tout en obtenant une gratification.
L'ISM sur le podium.
2ème prix du jury ! Colin Gatouillat nous vient d'Aix-Marseille Université et réalise sa thèse à l'Institut des Sciences du Mouvement Etienne-Jules Marey sur le sujet suivant : "Étude du processus de désportivisation chez des adolescents de Collège et de Lycée en France."
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