Our goals

To study the mechanical, physiological, neurological, psychological and sociological determinants of the motricity of living beings, human in particular.

Seminars and events

21 Mar 2019
14:00 à 15:45

Uncovering the drivers of human sensorimotor learning: EEG manifestations of error and reward processing.

Pierre-Michel BERNIER (Université de Sherbrooke, Canada). Salle des thèses (A1.04), Faculté des Sciences du Sport, Campus de Luminy (Marseille). Invité par Fabrice SARLEGNA.

To ensure optimal accuracy of motor behaviour across development and ageing, the relationship between sensory input and motor output must be calibrated, a process called sensorimotor adaptation. It has long been thought that sensorimotor adaptation is driven by cerebellar-based sensory prediction errors (i.e., mismatch between predicted and actual sensory consequences of movement). More recently, there has been increasing support for the possibility that target errors (i.e., missing the intended target) also contribute to adaptation. In spite of considerable behavioural and modeling work, the neural mechanisms involved in the processing of these different types of errors remain unclear. In this light, a recent focus of our lab has been to characterize the neocortical manifestations of prediction errors and target errors in the context of reach adaptation using electroencephalography (EEG). I will first present data showing that the parietal response to visual reafferent feedback from the moving limb is increased when the timing or direction of feedback is experimentally manipulated, suggesting that parietal areas contribute to the processing of prediction errors. I will then present results showing that oscillatory power in the theta-band (4-7 Hz) over mid-frontal regions is increased following target errors, and more so when they are associated with monetary punishments. Overall, this work identifies distinct markers of prediction errors and target errors during sensorimotor adaptation, providing possible targets for neurostimulation approaches destined to optimize human motor learning and performance.

 

Biosketch

Pierre-Michel Bernier is Professor at the Faculté des Sciences de l’Activité Physique, Département de Kinanthropologie, Université de Sherbrooke (Canada).

After a Licence in Montréal and a Master at the University of British Columbia (under the supervision of I. Franks, obtained in 2005), PM. Bernier came in Marseille for a PhD in Sciences du Mouvement Humain at Université Aix-Marseille II (under the supervision of J. Blouin, obtained in 2009). He then went on a postdoc with S. Grafton at the Brain Imaging Center, Department of Psychological and Brain Sciences, University of California Santa Barbara.

One of the main aims of his laboratory is to uncover the principles underlying the learning and retention of new motor behaviours. For one, the lab studies how learning and retention are shaped by the processing of both errors and rewards. Second, the lab seeks to characterize the respective contributions of different cortical and subcortical regions to these processes. To do so behavioural, EEG and TMS approaches are combined. The work is funded by NSERC (Discovery Grant).

28 Mar 2019
14:00 à 15:45

Le paradigme d'adaptation prismatique : une fenêtre pour étudier l'adaptation sensorimotrice chez l'Humain

Yves ROSSETTI et Lisa FLEURY (Impact Team, Hospices Civils de Lyon; CRNC: INSERM, CNRS & Univ. de Lyon 1). Salle des thèses (A1.04), Faculté des Sciences du Sport, Campus de Luminy (Marseille). Invité par Fabrice SARLEGNA.

Le système sensorimoteur permet à l’être humain de mettre en place des modifications visuomotrices compensatoires lorsqu’il fait face à de nouvelles demandes. Parmi les processus sous-tendant cette aptitude, l’apprentissage et l’adaptation sont les plus communément décrits. L’apprentissage est défini comme l’acquisition d’une nouvelle habileté motrice tandis que l’adaptation est la modification d’un pattern moteur déjà existant. Néanmoins, ces deux termes sont souvent utilisés de manière indifférenciée à travers la littérature et ces processus sont difficiles à définir distinctement.

Depuis plus d’un siècle, le paradigme d’adaptation prismatique permet d’étudier de manière très simple ces processus de plasticité sensorimotrice. Dans un protocole classique, les performances du sujet sont mesurées sur une tâche de pointage. Puis le sujet porte des lunettes induisant une déviation de son champ visuel. Dans un premier temps, le sujet réalise des erreurs de pointage dans la direction de la déviation prismatique puis corrige ses erreurs d’essais en essais pour revenir à des performances de base. Lorsqu’il retire les lunettes, le sujet réalise alors des erreurs dans la direction opposée à la déviation prismatique. Ces erreurs, appelées « effets consécutifs » compensatoires, sont la preuve de l’implication de mécanisme adaptation durant la perturbation.

Le paradigme d’adaptation prismatique permet d’étudier les différences qui caractérisent les processus de plasticité sensorimotrice. Dans une étude récente, nous montrons que les propriétés de transfert peuvent permettre d’isoler ces différents processus. Nos résultats montrent que le transfert des compensations visuomotrices acquises pendant l’exposition prismatique est conditionné par le type de tâche réalisé durant la perturbation. En effet, les participants ont été capables de transférer les compensations acquises durant une tâche de pointage vers une tâche de lancer. En revanche, le transfert était inexistant dans le sens inverse, du lancer vers le pointage. De plus, le degré d’expertise sur la tâche pratiquée a une influence considérable sur la quantité de transfert observé vers la tâche non-exposée : des experts en lancer ('dartistes') ont été capables de transférer les compensations acquises depuis le lancer vers le pointage. Nos résultats démontrent que différents processus associés avec des propriétés de transfert distinctes sont impliqués pour faire face à une perturbation visuomotrice : la composante d’adaptation vraie montre une généralisation à une autre tâche alors que la composante d’apprentissage demeure locale. Plus encore, l’implication de ces processus dépend de la tâche pratiquée et du niveau d’expertise sur cette tâche mesuré par la variabilité. Une meilleure compréhension de l’implication de ces processus et des conditions nécessaires pour donner lieu à un transfert présente un intérêt crucial dans le domaine du recouvrement des fonctions motrices.

 

11 Apr 2019
10:00 à 11:30

’Optical-Flow based Self-Supervised Learning of Motion’

Christophe de Wagter (Delft University of Technology, Pays-Bas). Invité par Franck Ruffier.

15 Apr 2019
14:00 à 15:30

Sur les facteurs déterminant la dextérité manuelle.

Jean-Louis THONNARD (UC Louvain, Belgique). Salle des thèses (A1.04), Faculté des Sciences du Sport, Campus de Luminy (Marseille). Invité par Fabrice SARLEGNA.

2 May 2019
14:00 à 15:15

Hand biomechanics

Angela KEDGLEY (Imperial College London). Invitée par Benjamin GOISLARD DE MONSABERT.

21 May 2019
15:00 à 17:00

Image processing & computer graphics for serious games.

Stéphane GOBRON (Haute Ecole en Sciences, Suisse occidentale). Invité par Jean-Louis VERCHER.

Image processing & computer graphics for serious games.

"Mon coach est un chercheur" sur france culture

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

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News

  1. "Mon coach est un chercheur" sur france culture
  2. Les membres de la Fédération Française de Tir accompagnés de quelques chercheurs de l'ISM en visite au TechnoSport
    Visite de la Fédération Française de Tir à l'ISM

    La cellule Performance de la Fédération Française de Tir était présente à l'ISM le 13 septembre 2017 afin de visiter les installations et réfléchir à des projets de recherche communs. Les membres de la fédération ont pu visiter l'ensemble des installations de l'ISM, dont le Centre de Réalité Virtuelle de la Méditerranée et le Technosport. Jean Quiquampoix, médaillé d'argent aux JO de Rio (au centre de la photo) et Valérie Bellenoue, chargée de la cellule Performance de la fédération, accompagnés des entraîneurs et kinés, ont pu découvrir nos installations et imaginer les recherches de demain pour gagner.

  3. Prix de l’innovation décerné à Mathieu LECOCQ

    Dans le cadre du concours « My innovation is » organisé début octobre par la SATT Sud-Est, Mathieu LECOCQ, doctorant dans l'équipe PSNM, a reçu le prix de l'innovation pour le projet :
    « Fabrication d'une prothèse du genou parfaitement adaptée à un modèle animal pour permettre de mieux comprendre l'effet d'une prothèse sur le système nerveux ».
    Article paru dans le journal "La Marseillaise"

  4. International Workshop in Aging

    The workshop has took place in Marseille, at the Faculty of Sport Sciences located on the campus of Luminy - (163 Avenue de Luminy, 13288 – Marseille).

    The human organism is a complex system composed of a huge number of sub-systems that interact on different scales of space and time. It is now accepted that aging is more than the sum of the separate alterations occurring across the multiple subsystems. Instead, aging leads to critical changes in the functional interactions that occur within and between them.

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