Influence of the muscular lower properties on the locomotor pattern : efficiency to locomotor deficiency
Influence des propriétés musculaires sur un exercice de locomotion humaine : de l'efficience à la déficience motrice
Résumé
The purpose of the present work is to determine the influence of the muscular properties of the lower limbs on the locomotor pattern. The first studies (studies n°l and n°2) analyse the relationship between the strength capacity of the lower extremity muscles and the choice of a particular locomotor pattern during cycling. Our results indicate that, on healthy subject, the locomotor pattern is not affected by the muscular characteristics. On the other hand, the muscular properties modify the synergy of the muscle coordination and the criteria of energy and neuromusoular efficiency during locomotion. The three following studies (3, 4 and 4bis) aim to characterize the effects of various muscular alterations on locomotion. Two methods are used to generate these alterations. The first consists to generate a muscular fatigue from two types of repeated lower limbs contractions (concentric vs. eccentric) (Study 3). The second method is comparative, and aims to analyze the effects of a fatiguing exercise on the locomotion in two populations with different muscular properties (young vs. elderly adults) (Studies 4 and 4bis). The results of the study 3 show, on the one hand, that muscular alterations are directly dependent on the type of contraction and, on the other hand, that these alterations specifically modify the locomotor pattern. The two last studies produce two original results, The first result indicates that the alteration of the muscular properties after a fatiguing exercise is potentiated when the subjects have a preliminary muscular insufficiency. The second result shows that, whatever the characteristics of the muscular function, the modification of the locomotor pattern after a fatiguing exercise is always the same. However, this adaptation is accompanied by a reorganization of the muscular cooperation specific to each population. The whole of this experimental work suggests that the muscular properties of the lower limbs, altered or not, do not influence the kinematics of the locomotor pattern. However, they could determine a particular organization of the muscular synergies to produce the movement
L'objectif de ce travail de thèse est de déterminer l'influence des propriétés musculaires des membres inférieurs sur l'adaptation du patron locomoteur. Les deux premières études (études n°l et n°2) analysent la relation entre le niveau de force maximale des muscles extenseurs des membres intérieurs et le choix d'un patron locomoteur lors d'un exercice de pédalage. Nos résultats indiquent que, chez le sujet sain, le patron locomoteur n'est pas affecté par les caractéristiques musculaires. En revanche, les propriétés musculaires modifient la synergie des plans de coopération musculaire ainsi que les critères d'efficience énergétique ou neuromusculaire de la locomotion. Les trois études suivantes (3, 4 et 4bis) ont pour objectif de caractériser les effets de différentes altérations musculaires sur un exercice de locomotion. Deux méthodes sont utilisées pour générer ces altérations. La première consiste à induire une fatigue musculaire à partir de deux types de contractions (concentriques vs. excentriques) répétées des membres inférieurs (étude 3). La seconde méthode est comparative, et a pour objectif d'analyser les effets d'un exercice fatigant sur la locomotion dans deux populations dont les caractéristiques musculaires diffèrent (sujets jeunes vs. sujets âgés) (étude 4 et 4bis). Les résultats de l'étude 3 montrent, d'une part, que les altérations musculaires sont directement dépendantes du type de contraction et d'autre part, que ces altérations modifient spécifiquement le patron locomoteur. Les deux dernières études apportent deux résultats originaux. Le premier indique que l'altération des propriétés musculaires après un exercice fatigant est amplifiée lorsque les sujets présentent une déficience musculaire préalable. Le second montre que, quel que soient les caractéristiques de la fonction musculaire, le patron locomoteur est modifié de façon identique à la suite d'un exercice fatigant. Cette modification s'accompagne cependant d'une réorganisation des plans de coopération musculaire spécifique à chaque population. L'ensemble de ces travaux expérimentaux suggère que les propriétés musculaires des membres inférieurs, altérées ou non, n'influencent pas la cinématique du patron locomoteur. Toutefois, celles-ci semblent déterminer une organisation des synergies musculaires particulière pour produire le mouvement.
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