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Théories du contrôle Moteur

Coordinations Motrices

Bases Psychologiques

Plan du cours

• Théories sérielles– Théories psychologiques (non contrôle

moteur)– Théories physiologiques (contrôle moteur)

• Acquisitions d’habiletés motrices

• Processus informationnels

Théories sérielles

• Question principale– Séquences de mouvements– Séquences chronologiques– Représentations– Mémoire

Enchaînement des réponses

• Hypothèse initiale– Feedback produit par le mouvement déclenche le

mouvement suivant dans la séquence (William James, 1890).

• Analyse critique– Timing (mouvement rapide < 100 ms)– Réponse à n-1 ou n-2– Erreurs de réponse– Interruption du feedback– Problème du langage

• Nécessité de règles– « response chaning … is dead » Adams, 1984.

Associations entre éléments et position

• « happy birthday » – ha (1) ; pi (2)– Liste de mots, possibilité de confusion entre

liste• Généralisation : marqueur de temps• Problèmes

– Règles• Représentation du temps

• Connections entre éléments– Excitation et inhibition

• Théorie physiologiquement plausible• Problèmes

– Initiation du processus– Ordres différents

Inhibition inter-éléments

Hiérarchie

• Éléments de réponses organisés sous forme hiérarchique.

• Image de l’entreprise• Meilleur adéquation de cette théorie par

rapport aux autres.– Règles ex : 3,2,4,3,5,4,6,5 – Facilité d’apprentissage représentation

sous forme de règles.

Acquisition d’habiletés motrices• Théorie de la boucle fermée (Closed-Loop)

– Adams (1971) : processus d’affinement de la boucle perceptivo-motrice.

• Trace perceptuelle• Erreur entre perception et position actuelle• Boucle : correction d’erreur

• Rôle du feedback– Aide dans l’apprentissage– Feedback verbal : connaissance du résultat (KR)

Théorie de la boucle fermée

• Problèmes– Chaque mouvement serait déclenché par

l’erreur perçue – Mouvements sans feedback– Mouvement uni-dimensionnel– Relation KR et performance

Programmes généralisés

• Schémas ou programmes moteurs généralisés.– Variabilité (paramètres du programme)– Consistance des patterns– Nombre limité de programme (Schmidt, 1975)– Limitation du nombre de paramètres– Pratique variable vs consistante

Apprentissage hiérarchisé

• Programme moteur généralisé– Problème pour définir les structures

• Temps d’exposition– Exemple de l’apprentissage des lettres et des

mots– Temps de réalisation

bPaT=

Programmes moteurs

• Un ensemble de commandes motrices structurées avant le début du mouvement (Keele, 1968).

• Problèmes– Rôle du feedback– Analogie « informatique »– Commande musculaire

Pratique mentale

• Conséquence de l’organisation hiérarchique– Comparaison avec la pratique réelle– Facilitation du séquençage, pas d’effet sur la

modulation des forces– Interprétation neuro-physiologiques

• Activation de l’aire motrice supplémentaire.

Théorie de Fitts

• Apprentissage d’une nouvelle habileté– Trois étapes principales

• Étape cognitive (processus de base, consignes verbales)

• Étape associative (phase Fitts, 1964). Feedback important. Sélection des procédures efficaces

• Phase automatique. Comportements moteurs rapides et efficaces, sans grande intervention consciente.

Changements physiologiques• Modification du timing

musculaire• Changements

anthropométriques• Modifications des

patterns de coordination (cf. Bernstein, Gurfinkel)

• Émergence de patterns – Structures coordinatives

(Fowler et Turvey)

Processus informationnels

• Littérature : existence de sous-systèmes– Stockage– Codage– Mémorisation (différents états)

• Connaissances procédurale et déclarative– Exemple : patient HM (hippocampe)

Processus informationnels

• Mémoire à long terme

• Mémoire à court terme ou mémoire de travail

Approche Écologique

Fondement historique

• Gibson (1950)– Lois de contrôle– Perception directe– Exemple : perception visuelle

Affordance

• Définition : traduire l'adaptation immédiate du sujet à son environnement

• Actions finalisées• Notion de niche

Affordance et Perception

AffordanceAffordance

OuiOui NonNon

Information Information perceptiveperceptive

OuiOui

NonNon

AffordanceAffordanceperceptibleperceptible

RejetRejetcorrectcorrect

Fausse Fausse affordanceaffordance

AffordanceAffordancecachéecachée

Affordance chez les enfants

Protocole expérimental. La maman du sujet se trouve à l'extrémité de la surface àparcourir, un expérimentateur étant situé, caché, au départ. CU = rideau, VS = surface variable, CN = baldaquin, N = filets de protection, SP = plate-forme de départ. D'après Gibson, E. J. et al, 1987.

Paramètres biomécaniques

Flux optique• Rétine• Temps de

contact (TTC)φ

Z

Sens du déplacement

ObjetPoint d'observation

Flux optique

Variation du flux optique

Time To Contact

Variabilité moyenne dans la pose du pied à l’approche de la planche d’appel chez les sauteurs en longueur selon les études dont les noms des auteurs sont portés en légende. Source : Scott et al., 1997.

Interprétation géométrique

Relations géométriques entre un objet se déplaçant et une surface de projection. ‘objet de taille R situé à la distance Z et à la distance X(t) est défini par la variation de la distance latérale et par la variation de taille de l’objet. D’après Pepper et al, 1994.

Affordance et Représentation

The distributed representation of affordances. (A) The representational spaces are described by constraints. The affordance space is the disjunction of the external and internal representational spaces. (B) The representational spaces are described by possible actions. The affordance space is the conjunction of the external and internal representational spaces

Catégorisation des affordances

Catégories

• Affordances biologiques• Affordances physiques• Affordances perceptuelles• Affordances cognitives• Affordances mixtes

Approche synergétique et dynamique

Plan du cours

• Introduction• Complexité et contrôle moteur• Modèle de l’oscillateur• Analyse harmonique• Stabilité• Conclusions

Introduction

• Irréversibilité et auto-organisation

• Système non linéaireN1 N2

" The co-ordination of a movement is the process of mastering redundant degrees of freedom of a moving organ, in other word its conversion to a controllable system."

Complexité et contrôle moteur

• Commande et mouvement

• Notion de degré de liberté

• Structures coordinatives

Coordination

• Ensemble fonctionnel• Après apprentissage• Couplage perception-

action• Biodynamisme

Modèle de l’oscillateur

• Dynamique d’un système

• Oscillateur simple

• Oscillateur entretenu

Analyse Harmonique

• Procédure mathématique

• Exemple d’étude

"the course of rhythmical live movements may be represented in the form of rapidly converging trigonometric series".

Re 1 Re 10 Acc 1 Acc 10

Exemple (suite)• Adaptation aux

contraintes

• Expertise motrice

• Généralisation

nb d'Harmoniques

Re 10

Re 1

Acc 1

Acc 10

Ecart-type

Stabilité

• Stabilité et rigidité• Stabilité et variabilité• Caractérisation de la stabilité• Exemple

Exemple : stabilité posturale

• Effet des informations sensorielles

• Effet de l’expertise

VN Groupe B

-150.00

150.00

-30.00 30.00

Vite

sse

(deg

/s)

VA Groupe B

-150.00

150.00

-30.00 30.00

VS Groupe B

-150.00

150.00

-30.00 30.00

Position (deg)

Vite

sse

(deg

/s)

VO Groupe B

-150.00

150.00

-30.00 30.00

Position (deg)

Conclusions

• Approche non autonome

• Approche autonome

• Approche mixte