Etudier les déterminants mécaniques, physiologiques, neurologiques, psychologiques et sociologiques de la motricité des êtres vivants, l'Homme en particulier.
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).
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.
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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."
Descendre sous les 10 secondes au 100 mètres. Franchir une barre à plus de 6 mètres de haut avec une perche. Jouer un match de basket en NBA. Gagner une médaille olympique ou le Tour de France. Les performances des plus grands athlètes nous fascinent. Leurs exploits sont exceptionnels. Nous ne sommes pas égaux devant le sport, encore moins face à la performance. Mais qu'est-ce qui différencie un athlète de haut niveau d'un coureur lambda, est-ce juste une question d'entraînement ? Ce documentaire propose de partir à la recherche des facteurs déterminants de la performance et leurs origines, sur la trace de ce qui fait l'essence d'un champion.
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