Ingénierie dans un contexte d'activité physique


 

  • Vieillissement et régulation de la quantité de mouvement angulaire du corps

La quantité de mouvement angulaire du corps autour de son centre de masse est un paramètre mécanique qui est couramment utilisé pour décrire le comportement rotationnel de l’ensemble du corps. Il est admis que cette quantité est étroitement régulée par l’individu pour conserver son équilibre durant la réalisation de ses tâches motrices. Bien que des études aient montré une dégradation dans la capacité de régulation de cette quantité de mouvement angulaire chez populations ayant des troubles de la mobilité (amputés tibiaux et hémiplégiques), les effets du vieillissement sur cette régulation sont méconnus. Dans le cadre de ce projet, nous testerons l’hypothèse selon laquelle les personnes âgées présenteraient un déficit dans la capacité à réguler la quantité de mouvement angulaire, ce qui pourrait être un facteur augmentant le risque de chute dans cette population. Les raisons potentielles expliquant ce déclin seront également investiguées (facteurs musculaire, sensoriel, cognitif) afin de proposer des interventions visant à réduire le risque de chute chez la personne âgée. Ce travail entre dans le cadre de la thèse de Jérémie Begue (Allocation Régionale de Thèse) qui a débuté en octobre 2017.

 

  • Contrôle moteur et prévention des chutes chez les personnes âgées

L’objectif de ce projet est de quantifier les capacités à contrôler simultanément un mouvement focal (attraper une cible avec la main) et la posture (équilibre) chez la personne âgée. Nous utilisons la variabilité de la cinématique comme marqueur du contrôle de ces composantes du mouvement, en utilisant notamment l’approche dite UCM (Uncontrolled Manifold). Nous explorerons aussi le lien entre les capacités attentionnelles/cognitives et les performances motrices et nous évaluerons l’effet d’un entrainement en activité physique adaptée sur le contrôle des deux composantes du mouvement. Ce travail est effectué dans le cadre de la thèse de doctorat d’Angélique Lesport (thèse débutée en Novembre 2018, fin prévue Novembre 2021) et profite d’une collaboration avec le Dr. Yosuke Tomita, Professeur adjoint à l’Université Takasaki au Japon. Une bourse de l’Université de la Réunion (contrat doctoral) et de la JSPS (Japan Society for the Promotion of Science) ont été obtenues pour cette thèse.

  • Etude contrôlée randomisée APACCHE (Adapted Physical Activity and Cardiac Coherence in HEmatologic patients).

Les cancers hématologiques sont de survenues brutales et nécessitent des traitements agressifs, notamment de la chimiothérapie intensive ou des greffes de Cellules Souches Hématopoïétiques. Les répercussions bio-psycho-sociales sont importantes et génèrent une altération majeure de la qualité de vie, autant qu’une fatigue chronique et des difficultés de réadaptation sociales et professionnelles après le traitement du cancer.

Les programmes d’Activité Physique Adaptée (APA) chez les patients atteints d’hémopathie maligne ont montré leur efficacité sur l’état physique, la fatigue ou encore la dépression. En revanche, les effets restent peu concluants sur l’ensemble des différentes dimensions de la qualité de vie. Il semble donc qu’un programme d’activité physique seul ne participe pas suffisamment à l’amélioration de la qualité de vie.

Dans l’objectif d’optimiser le programme d’APA, nous nous sommes intéressés à un domaine de recherche récent en neurocardiologie portant sur la Variabilité de la Fréquence Cardiaque (VFC), reconnue comme indicateur de bonne santé. Le rythme cardiaque subit les influences de notre respiration mais aussi de notre cerveau (stimulations nerveuse et émotionnelle). Ces deux influences peuvent induire un état de cohérence cardiaque, caractérisé par une variabilité cyclique et régulière de la fréquence cardiaque. Ce phénomène est le reflet d’un fonctionnement neurovégétatif optimal et semble avoir une influence positive notamment sur la régulation émotionnelle et les états anxio-dépressifs.

Les programmes d’entraînement à la cohérence cardiaque ont montré leur efficacité sur l’anxiété et la dépression, mais aussi sur le fonctionnement cognitif et émotionnel.

Dans ce contexte, nous avons décidé d’évaluer si l’entraînement à la cohérence cardiaque (CC) associé à un programme d’Activité Physique Adaptée (APA) permet d’améliorer la qualité de vie de patients adultes traités pour une hémopathie maligne par rapport à un programme d’APA seul.

 

  • Enquête PASAPA-REPCA

Contexte et enjeux :

Le tableau de bord « Le Cancer à la Réunion » daté de novembre 2015 révèle des taux d’incidence brut de 297.3 chez les hommes et 232.9 chez les femmes pour 100 000 habitants avec une prédominance des cancers de la prostate, des poumons, colorectal chez les hommes et des cancers du sein, colorectal et du col de l’utérus chez les femmes. Les cancers sont mieux diagnostiqués et mieux pris en charge avec une augmentation des ALD pour cancer, des hospitalisations et des séances de chimiothérapie. L’ORS rapporte une moyenne de 990 décès par pour cause de tumeur à la Réunion entre 2009 et 2011. L’accompagnement des personnes après leur traitement du cancer n’a donc jamais été aussi important dans le cadre la prévention secondaire et tertiaire des facteurs de risques et des symptômes persistants par la promotion des comportements de santé.

Objectifs :

  • Faire un état des lieux des pratiques physiques et autres soins de support à la Réunion dans les 3 ans post-traitement
  • Identifier les facteurs les plus favorables à la récupération, c’est à dire ceux corrélés à la diminution des symptômes persistants
  • L’aspect innovant de cette enquête résidera dans le fait que nous ne voulons pas nous contenter du déclaratif, mais que nous souhaitons objectiver cette récupération de l’équilibre physiologique et émotionnel par l’analyse de la VFC

Les résultats de l’enquête seront diffusés vers les acteurs de santé et le public en partenariat avec l’ORS-OI.

Le public visé par l’enquête sont les adultes entre 18 et 65 ans ayant terminé u traitement anti-cancéreux dans les 3 dernières années.

 

  • Cohérence cardiaque et analyse fréquentielle de la VFC

L’état de cohérence cardiaque est un pattern particulier de la variabilité de la fréquence cardiaque (VFC) qui se caractérise par un pic fréquentiel du signal autour de 0,1 Hz et une grande amplitude de la variabilité. Il est facilement obtenu lorsque le rythme respiratoire  est volontairement maintenue autour de 6 cycles/minutes ou à un niveau inférieur à 0,15 Hz. En effet cet état de cohérence cardiaque résulte principalement d’une résonnance entre l’arythmie sinusale respiratoire (ASR) et le baroréflexe.

L’analyse du spectre de fréquence de la VFC fait apparaître trois principales plages fréquentielles : Les hautes fréquences (HF) : 0,15Hz -0,45H ; les basses fréquences (LF) 0,05Hz – 0,15Hz et les très basses fréquences (VLF) : <0,05 Hz.

Les HF rendent compte de l’activité du système parasympathique seul tandis que les LF sont en lien avec la modulation de la balance ortho-parasympathique. En condition de respiration spontanée, on considère que les variations dans cette bande de fréquence représente essentiellement la modulation de l’activité sympathique. Dans cet état de cohérence, les données cliniques plaident en faveur d’un équilibre du SNA en faveur du tonus vagual. Paradoxalement, nous observons un pic fréquentiel en LF avec un lissage des HF lorsque l’arythmie Sinusale Respiratoire (ASR) et le baroréflexe entrent en résonnance et contraignent la variabilité de la fréquence cardiaque.  L’interprétation du spectre de fréquence doit donc être modifiée quand la respiration ralentit autour de 0.1Hz.

Nous explorons actuellement les variations du spectre de fréquence de la VFC dans conditions pour vérifier l’implication de la modulation parasympathique seule dans l’apparition du pic fréquentiel caractéristique de la cohérence cardiaque.

  • Projet COBOT ANR-R001

Ce projet débuté en janvier 2019 a pour but d’identifier les règles d’organisation de deux êtres humains collaborant dans une tâche de transport de charge. Une étude précédente (Fumery et al. 2019) a montré que lors d’un transport de charge l’énergie mécanique du système composé des deux porteurs et de la charge était maintenu constant indépendamment de la charge elle-même, avec des ajustements au niveau de la longueur du pas et de la vitesse de marche. Nous allons chercher à compléter et étendre ces données en explorant la stabilisation de la charge à transporter en terme de synergies motrices. Ces règles seront in fine implémentés pour le control de robots humanoïdes. Ce projet est mené en collaboration avec le LAAS (CNRS UPR8001) et le CRCA (CNRS UMR 516) de Toulouse et a été financé par l’Agence Nationale de la Recherche (ANR - project.laas.fr/cobot)

 

  • Contrôle du mouvement lors de gestes complexes : cas du coup de poings en arts martiaux

La coordination des gestes complexes est mal comprise. Nombre d’études en contrôle du mouvement sont réduites à des mouvements très/trop simplifiés : pointer avec la main, en position assise et dans le plan horizontal pour éviter l’effet de la gravité, est un exemple classique. Lors de gestes impliquant plusieurs articulations et fait en position debout, nous sommes confrontés à la gestion des forces dites d’interaction (liés à l’inertie des segments) et à la gestion de notre équilibre. Le coup de poing dans les arts martiaux est ici notre modèle de geste complexe. Nous utiliserons la biomécanique et la neurophysiologie (synergies musculaires) pour identifier les stratégies mises en place par les experts pour contrôler leurs gestes – trajectoire du bras et maintien de l’équilibre – malgré les grandes vitesses d’exécutions.  Ce projet effectué dans le cadre de la thèse de doctorat de Stéphane Uriac (thèse débutée en Février 2019, fin prévue Février 2022).