Organisation posturale de l’initiation de la marche pour l’analyse biomécanique à l’aide d’enregistrements de plate-forme de force

L’initiation à la marche (GI), la phase transitoire entre la posture orthograde et la locomotion à l’état d’équilibre, est une tâche fonctionnelle et un paradigme expérimental classiquement utilisé dans la littérature pour étudier le contrôle postural lors d’une tâche motrice complexe nécessitant simultanément une propulsion et une stabilité du corps entier¹. Les patients atteints de maladies neurologiques, telles que la maladie de Parkinson², l’accident vasculaire cérébral³, la paralysie supranucléaire progressive⁴ et les « troubles de la marche de niveau supérieur»⁵, sont connus pour avoir de la difficulté à initier la démarche, ce qui les expose à un risque accru de chute. Il est donc important pour les sciences fondamentales et cliniques de développer des concepts et des méthodes pour mieux comprendre les mécanismes de contrôle postural en jeu lors de l’initiation de la marche, d’acquérir des connaissances scientifiques et une meilleure compréhension de la physiopathologie des troubles de la marche et de l’équilibre et d’être en mesure d’y remédier par des interventions adéquates.

Le concept d’organisation biomécanique de l’initiation de la marche est décrit ci-dessous, et la méthode classique conçue pour étudier cette organisation est détaillée dans la section du protocole. L’IG peut être subdivisé en trois phases successives : la phase « ajustements posturaux anticipés » (APA) correspondant aux phénomènes dynamiques intervenant dans l’ensemble du corps avant le basculement du talon, la phase de « déchargement » (entre le talon oscillant et le pied éteint), et la phase de « balancement » qui se termine au moment où le pied oscillant entre en contact avec la surface d’appui. Cette subdivision classique du processus gastro-intestinal provient des études pionnières de Belenkii et ^al.6 et d’autres^7,8, axées sur la coordination entre la posture et le mouvement lors du lever volontaire du bras à l’horizontale dans la posture dressée. Dans ce paradigme, les segments du corps qui sont directement impliqués dans le levage du bras correspondent à la chaîne « focale », tandis que les segments du corps qui s’interposent entre la partie proximale de la chaîne focale et la surface d’appui correspondent à la chaîne « posturale »⁹. Ces auteurs ont rapporté que le lever du bras était systématiquement précédé de phénomènes dynamiques et électromyographiques dans la chaîne posturale, qu’ils appelaient « ajustements posturaux anticipés ». Pour l’IG, le swing heel-off (ou swing toe-off, selon les auteurs) est considéré comme le début du mouvement de la démarche¹⁰. Par conséquent, les phénomènes dynamiques survenant avant cet instant correspondent à l’APA, et le membre oscillant est considéré comme une composante de la chaîne focale¹¹. Cette affirmation est en accord avec la conception classique de l’organisation biomécanique du mouvement, selon laquelle tout acte moteur doit comporter une composante focale et une composante posturale^12,13.

D’un point de vue biomécanique, l’APA associé à l’IG se manifeste par un déplacement vers l’arrière et médiolatéral (jambe pivotante orientée latéralement) du centre de pression, qui agit pour propulser le centre de gravité dans la direction opposée – vers l’avant et vers le côté de la jambe de position. Plus le centre anticipatif de déplacement de pression vers l’arrière est grand, plus les performances du moteur sont élevées en termes de vitesse du centre de gravité avant au contact du pied^10,14. De plus, en propulsant le centre de gravité vers le côté de la jambe de position, l’APA contribue à maintenir la stabilité médiolatérale pendant la phase de balancement de GI 1,15,16,17. La littérature actuelle souligne que l’altération de ce contrôle anticipé de la stabilité est une source majeure de chutes chez les personnes âgées¹. La stabilité pendant l’IG a été quantifiée dans la littérature avec une adaptation de la « marge de stabilité »¹⁸, une grandeur qui prend en compte à la fois la vitesse et la position du centre de gravité à l’intérieur de la base de support. En plus du développement de l’APA, la chute du centre de gravité pendant la phase de balancement de l’IG sous l’effet de la gravité a été activement freinée par les triceps surae de la jambe de position. Ce freinage actif facilite le maintien de la stabilité après un contact avec le pied, permettant un atterrissage en douceur sur la surface d’appui⁴.

L’objectif de cet article est de fournir aux chercheurs, aux cliniciens et aux étudiants de l’enseignement supérieur des informations sur le matériel et la méthode développés dans notre laboratoire pour étudier l’organisation posturale de l’IG via une approche biomécanique. Cette méthode « globale » (qui peut aussi être assimilée à une méthode « cinétique » pour les raisons détaillées ci-dessous) a été initiée par Brenière et ses collaborateurs^10,19. Il est basé sur le principe direct de la mécanique pour calculer à la fois l’accélération du centre de gravité, ainsi que les positions instantanées du centre de pression. Chacun de ces points est une expression globale propre au mouvement.

L’un est l’expression instantanée des mouvements de tous les segments du corps liés au but du mouvement (le centre de gravité; par exemple, la vitesse de progression du corps pendant l’IG); L’autre (le centre de pression) est l’expression des conditions de soutien nécessaires pour atteindre cet objectif. Les positions instantanées de ces deux points reflètent les conditions post-uro-dynamiques à remplir pour l’initiation à la marche. La plate-forme de force est l’instrument approprié pour ce modèle car elle permet la mesure directe des forces externes et des moments agissant sur la surface d’appui pendant le mouvement. Il permet également l’exécution de mouvements naturels et ne nécessite aucune préparation particulière.

De nombreux facteurs sont connus pour influencer l’organisation posturale de l’IG, y compris les facteurs biomécaniques, (neuro)physiologiques, psychologiques, environnementaux et cognitifs ^1,20. Cet article se concentre sur l’influence de deux facteurs – la vitesse de l’IG et la pression temporelle – et fournit des valeurs typiques obtenues chez les jeunes adultes en bonne santé.