La marche sous un autre angle...

Approche fonctionnelle du contrôle de la locomotion humaine
Thèse de doctorat en psychologie soutenue publiquement par François Potdevin le 7 décembre 2007.
Université Charles de Gaulle-Lille 3 Sciences Humaines, Lettres et Arts, Présentée en vue de l’obtention du grade de docteur d’Université en Psychologie


Introduction p.1-3

De nombreuses études sur l’origine de l’humanité ont pour objet la compréhension de l’émergence de la bipédie. De celle-ci dépend toute une facette de l’évolution de notre espèce puisqu’à partir de la station debout, l’être humain n’a cessé d’améliorer sa compréhension du monde, son action sur celui-ci en se déplaçant et en interagissant avec son environnement.
L’évolution du squelette, de la chaîne musculaire et du système nerveux dans son ensemble a été nettement influencée par cette locomotion nouvelle. Si l’analyse de la marche plonge de nombreuses équipes de recherche dans un passé lointain, elle tourne également les chercheurs vers le futur, notamment dans l’élaboration de robot bipède anthropomorphe. La marche représente donc un thème de recherche qui traverse les âges et touche de nombreuses disciplines scientifiques.
En effet, la compréhension de la marche dans sa globalité nécessite l’étude de nombreux paramètres puisqu’il s’agit d’une activité mettant en jeu des processus mécaniques, nerveux, perceptifs, cognitifs et physiologiques de sorte à faire interagir l’ensemble du système locomoteur avec son environnement. La psychologie s’intéresse à la compréhension du mode de contrôle des actions de marche et de leurs adaptations aux stimuli extérieurs. Les neurosciences tentent de mettre à jour les réseaux nerveux sollicités. La biomécanique a pour objet l’étude des efforts fournis par l’ensemble de l’appareil locomoteur. La physiologie permet la connaissance des effets générés par l’activité de marche sur le système cardiovasculaire.
Si l’étude scientifique de la marche a débuté depuis plus d’un siècle, avec les travaux de Marey, la production scientifique autour de ce thème ne cesse d’augmenter tant les domaines de recherche sont nombreux et permettent à l’homme d’en savoir plus sur sa manière si spécifique de se déplacer. L’amélioration des connaissances sur la marche humaine revêt également un enjeu sociétal : permettre à ceux dont un accident traumatique, une maladie congénitale, l’obésité ou l’âge avancé empêche ou ne permet pas de se déplacer aisément sans risques.

Un des challenges les plus audacieux du XXIème siècle est très certainement la possibilité de rééduquer les patients lésés au niveau médullaire. L’étude des réseaux de contrôle des actions de marche est alors une des voies de recherche indispensable pour atteindre cet objectif. De même, l’amélioration des dispositifs de rééducation et des systèmes de prothèse nécessite parallèlement une connaissance pointue de la marche du sujet sain et de sa stratégie de contrôle afin de guider les patients vers un pattern de marche le plus pertinent.
Une des caractéristiques de la marche humaine est la prise en charge alternative de l’appui au sol d’un hémicorps à l’autre. Depuis les débuts de l’analyse scientifique, la marche a été considérée comme une activité symétrique, un hémicorps se comportant à l’identique de l’autre. Depuis une vingtaine d’années, l’analyse bilatérale de la marche a mis en évidence des différences comportementales d’un hémicorps à l’autre. Le modèle symétrique de la marche a donc été remis en question sans pour autant aboutir à un consensus de la part de la communauté scientifique. Pourtant, cette question détermine sans aucun doute les pistes de recherche concernant les stratégies thérapeutiques de rééducation ainsi que les mécanismes de contrôle des actions de marche. De nombreuses études ont mis en évidence les spécialisations de chacun des hémicorps au niveau cérébral pour mener des tâches perceptives, cognitives et motrices. La question est de savoir si, lors de la marche, les hémicorps n’auraient pas eux aussi une spécialis
ation, un rôle particulier, une fonction préférentielle à réaliser.
L’objectif de ce travail de thèse est de tester le caractère symétrique de la marche en tant que stratégie de contrôle de celle-ci. La revue de littérature débutera par la mise en évidence des problèmes posés par l’activité de marche (Chapitre I). Elle sera l’occasion de faire un état des lieux des connaissances du système de contrôle de cette activité (Chapitre II), puis de mettre en évidence les arguments en faveur d’une marche asymétrique (Chapitre III).
Le Chapitre IV décrira les méthodes d’investigation de la marche asymétrique et des résultats contradictoires reportés. Le dernier chapitre (Chapitre V) traitera des différentes interprétations liées à l’asymétrie de la marche et en fera une analyse critique. Nous montrerons en particulier que l’analyse des études ayant investi l’asymétrie de marche souligne un manque de consensus concernant le type de classifications à adopter, les tests statistiques à utiliser et les interprétations proposées sur le caractère asymétrique mis en évidence.

Dans la partie concernant les contributions expérimentales, la première étude portera sur l’analyse des méthodes statistiques utilisées pour quantifier l’asymétrie de la marche. Elle visera principalement à proposer la méthodologie de l’effect size afin de dépasser les limites des indices traditionnels utilisés.
Le second travail expérimental aura pour objectif de tester une classification s’appliquant à l’analyse de la marche à vitesse constante : y a-t-il un membre dont la fonction prioritaire est la propulsion vers l’avant, tandis que l’autre privilégierait des actions de freinage ? Une analyse cinétique et cinématique de cette hypothèse sera réalisée.
La troisième étude aura pour objectif de tester la spécialisation des hémicorps à se propulser et, ou se freiner dans des situations contraignantes en terme de freinage et de propulsion. La question sera de savoir si l’asymétrie de marche apparaît comme une véritable stratégie d’adaptation qui évolue selon les contraintes subies par le système locomoteur, ou si elle est dépendante uniquement de différences structurelles bilatérales entre les deux
hémicorps. L’enjeu de ce travail de thèse est ainsi d’envisager l’asymétrie de la marche non pas comme un aspect négatif ou variable présentant une véritable contrainte pour le contrôle de la locomotion, mais comme l’expression d’une véritable stratégie asymétrique pour contrôler les différents paramètres influençant le contrôle du déplacement.