Mesure de la stabilité spatiale dans l’adhérence de précision

Le contrôle de la force est la base fondamentale de l’adhérence de précision. Par rapport à l’adhérence de puissance, la poignée de précision évalue la puissance minimale de sortie reflétant la capacité de manipuler un objet. Plusieurs systèmes sensorimotor contribuent à l’adhérence de précision. Par exemple, lors d’une tâche d’adhérence et de levage, l’information visuelle permet de visualiser la taille et la forme de l’objet. Après que les doigts touchent l’objet, des signaux tactiles sont livrés au cortex somatosensory pour ajuster la force d’adhérence de précision. La force d’adhérence (GF) est générée lorsque les doigts entrent en contact avec l’objet, et elle augmente pendant la phase^{de levage 1.} Lorsqu’un objet s’approche de la hauteur de l’objectif dans l’air, les jeunes adultes en bonne santé produisent le GF minimal afin d’optimiser l’entrée cutanée des pulpes des doigts et de conserver l’énergie. D’autre part, les personnes âgées utilisent une grande force d’adhérence pour éviter de laisser l’objet glisser de leur^{adhérence 2}. Chez les patients victimes d’un AVC, l’apparition de la force d’adhérence est retardée et la capacité d’ajuster la marge de sécurité est altérée en raison de déficits sensoriels et moteurs. La force d’adhérence exagérée est considérée comme une réponse stratégique pour compenser les déficits sensoriels et^{moteurs 3}.

Le protocole standard pour mesurer le contrôle GF dans l’adhérence de précision a été suggéré par Johansson et Westling dans les années 1980⁴. Ils ont développé un dispositif pour surveiller simultanément les forces de charge et d’adhérence. Depuis lors, l’amplitude de GF et sa régulation temporelle ont été employées comme paramètres cinétiques typiques dans de nombreuses études sur l’adhérence de précision. Un autre paramètre cinétique est la direction de force⁵. La direction de la force résulte d’une combinaison de forces d’adhérence et de levage. Afin de maintenir une adhérence de précision stable, des forces d’adhérence et de levage correctement dirigées doivent être générées entre le pouce et l’index, et la direction de la force déviée peut causer une instabilité spatiale. Bien que divers instruments de direction de la force de type cellule de charge soient utilisés dans les études de saisie, ces instruments ont une limitation en termes de surveillance du contrôle de la force d’adhérence dans la manipulation d’objets de différentes tailles et formes utilisées dans la vie quotidienne. Ainsi, un capteur flexible et attachable est essentiel pour étudier les relations entre le contrôle de la force d’adhérence et les fonctions quotidiennes.

Le but de ce protocole est d’évaluer indirectement la direction de la force du doigt lors de la manipulation d’un objet en fonction de la relation biomécanique dans laquelle la direction de la force déviée provoque le remplacement du Centre de pression (COP). La COP est le centre de toutes les forces, et représente la façon dont les forces sont équilibrées sur la feuille de capteur. L’utilisation de la COP pour évaluer le contrôle de la force d’adhérence a d’abord été suggérée par Augurelle et coll.⁶. Ils ont surveillé le déplacement de COP pour étudier le rôle de la rétroaction cutanée et ont constaté que la COP déviée s’est produite après anesthésie numérique. Toutefois, le déplacement de la COP n’a été surveillé que verticalement dans son étude; par conséquent, le déplacement de la COP dans un espace tridimensionnel n’a pas été évalué adéquatement. Pour résoudre cette limitation, une feuille de capteur de pression à résolution spatiale mince, flexible et haute a été utilisée pour mesurer cop. Des capteurs à résolution spatiale relativement élevée (~60-100 points par cm²⁾pour mesurer le contrôle de la force d’adhérence^{ont été utilisés 7,8}, mais les progrès récents de la résolution spatiale (248 points par cm²⁾permettent de mesurer la trajectoire de la COP comme paramètre pour quantifier la stabilité spatiale. Cet article décrit la procédure expérimentale et discute de la façon dont le DOIGT COP contribue à la compréhension de la physiologie et de la pathophysiologie de la saisie.