Force & Hémiparésie: Contrôle moteur

L'objectif principal de l'étude était d'examiner l'impact de la diminution de la force musculaire au membre supérieur atteint chez les personnes hémiparétiques sur leur capacité à apparier des forces bilatérales statiques. L'hypothèse de base reposait sur un modèle de coordination bilatérale suggérant que l'intensité de la force produite de chaque côté est déterminée par la force maximale volontaire (FMV) de chaque membre. L'étude visait à vérifier ce modèle en analysant la relation entre la diminution de la FMV du côté atteint et la capacité d'appariement des forces bilatérales. Des études préliminaires sur les ajustements posturaux chez les personnes hémiparétiques suggéraient déjà une influence de la stratégie basée sur le sens de l'effort et de la diminution de force sur la coordination bilatérale. L'étude s'est donc concentrée sur la quantification de cet effet, en utilisant des mesures précises de force et en manipulant différents niveaux de force lors de la tâche d'appariement.

Les résultats ont montré une corrélation générale entre la diminution de la force maximale volontaire du côté atteint et la capacité à apparier des forces bilatérales, que la tâche implique des groupes musculaires correspondants ou opposés. Cependant, cette relation s'affaiblissait, voire disparaissait, lorsque la tâche était effectuée à un faible niveau de force (25% de la FMV du côté atteint). Ceci suggère une difficulté accrue à comparer et à contrôler l'effort à de faibles intensités. L'analyse des ratios de forces maximales volontaires et des ratios de forces lors de l'appariement a confirmé la fidélité des mesures de FMV. La validité du modèle de coordination bilatérale proposé a été globalement soutenue par les résultats. Ces derniers ont par ailleurs renforcé l'idée que la perception de la force repose sur des informations centrales (sens de l'effort), et que les personnes hémiparétiques semblent utiliser une stratégie consistant à comparer les commandes motrices de chaque côté, sans adaptation à la diminution de force unilatérale.

L'étude aborde le rôle du sens de l'effort et des informations sensorielles dans la perception de la force. Plusieurs études antérieures sont citées, certaines suggérant une prépondérance du sens de l'effort (informations d'origine centrale reflétant l'intensité de la commande motrice), d'autres soulignant la contribution des informations périphériques (sens de la tension). Des résultats contradictoires concernant l'impact de la vibration musculaire et de l'anesthésie sur la perception de la force sont discutés. L’étude souligne l'importance de contrôler les biais dans l'estimation de la force, en évitant d'orienter la perception des sujets vers l'effort ou la tension. L'une des études citées (Cafarelli et Bigland-Ritchie, 1979) montre des changements quasi équivalents entre la force perçue et la force maximale volontaire chez des individus sains, suggérant un lien étroit entre la perception et l'effort. Cependant, d'autres études ont produit des résultats contradictoires. L'étude actuelle contribue à clarifier le rôle du sens de l'effort dans la perception de la force chez les personnes hémiparétiques.

L'étude s'appuie sur des travaux antérieurs de Gauthier et collaborateurs (1992) et Bertrand et Bourbonnais (2001) concernant les forces de stabilisation posturale controlatérales chez les sujets hémiparétiques et les sujets normaux lors de la production de forces statiques unilatérales. Ces études ont démontré que l'intensité de ces forces de stabilisation différait entre les deux groupes, les personnes hémiparétiques exerçant des forces plus importantes du côté non atteint. Ceci a été associé à une surestimation de l'effort requis pour produire une force unilatérale du côté atteint. L'augmentation de la perception de l'effort chez les personnes hémiparétiques est aussi décrite par Mach (1906) et Brodai (1973), ainsi que par des études plus récentes comme celle de Rode et collaborateurs (1996) qui ont étudié l'évolution de la perception de l'effort pendant la récupération motrice. Le lien entre la surestimation de l'effort, l'augmentation des forces de stabilisation posturale et la performance motrice est également discuté, soulignant l'importance clinique de cette observation.

La section introduit les termes d'hémiplégie et d'hémiparésie dans le contexte des séquelles d'un accident vasculaire cérébral (AVC). L'hémiplégie est définie comme une paralysie totale d'un côté du corps, opposée à la lésion cérébrale, pouvant affecter le visage, le tronc et les membres. La parésie, quant à elle, désigne une paralysie incomplète. On souligne la fréquence de la parésie du membre supérieur après un AVC : près de la moitié des patients présentent une parésie, légère à sévère, persistante six mois après l'événement (Wade et al., 1983). Cette information établit le contexte clinique et l'importance de l'étude de la force musculaire dans cette population. La définition précise de ces termes est essentielle pour comprendre la population étudiée et la nature de la faiblesse musculaire analysée. L'utilisation du terme 'parésie' plutôt que 'hémiplégie' dans certains cas, précise le degré d'atteinte motrice et la complexité de l'évaluation de la force.

La section explore les difficultés liées à la quantification précise de la diminution de la force musculaire chez les personnes hémiparétiques. L'utilisation de valeurs normatives pour comparer la force du côté atteint est évoquée, mais ses limites sont soulignées. L'accès à des valeurs normatives pour tous les groupes musculaires, obtenues avec le même appareil et dans les mêmes conditions (type de contraction, vitesse, encouragements…), est crucial mais souvent difficile à réaliser. De plus, il faut que ces valeurs soient représentatives de la population étudiée (âge, sexe, niveau d'activité physique…). L'utilisation d'un groupe de comparaison est une alternative, mais elle est soumise aux mêmes contraintes de standardisation des mesures. Cette discussion met en lumière les défis méthodologiques liés à l'évaluation de la force musculaire chez les personnes atteintes d'hémiplégie ou d'hémiparésie, et justifie le choix méthodologique de l'étude principale.

Cette partie discute de l'évolution temporelle de la diminution de force chez les personnes hémiparétiques. Des études suggèrent une variation de cette diminution en fonction du temps écoulé depuis l'AVC. L'étude de Marque et collaborateurs (1997) est citée en exemple : elle montre une diminution des capacités de production de force aux membres inférieurs et supérieurs non atteints comparativement à des sujets normaux, vers le vingtième jour post-AVC. Cependant, cette différence s'estompe vers le troisième mois, sauf pour les extenseurs de la hanche. Cette observation met en évidence la dynamique de la récupération motrice et la nécessité de considérer le facteur temps lors de l'évaluation de la force musculaire. L'évolution de la faiblesse musculaire au cours du temps influence l'interprétation des résultats et la conception des protocoles d'intervention.

La perception de la force est un processus complexe faisant intervenir des informations provenant de sources centrales et périphériques. Le document identifie deux sources principales : le « sens de l'effort », lié à des informations centrales reflétant l'intensité de la commande motrice descendante (McCloskey, Ebeling, & Goodwin, 1974; Merton, 1964), et le « sens de la tension », associé aux informations périphériques provenant des récepteurs musculaires, tendineux, articulaires et cutanés (Gandevia, 1996; Roland, 1978). La transmission des informations centrales n'est pas précisément définie, mais des hypothèses évoquent les décharges corollaires ou les copies d'efférence (McCloskey, 1981). Cette distinction entre informations centrales et périphériques est fondamentale pour comprendre les mécanismes de perception de la force et les résultats des expériences décrites dans le document. L'étude mentionne des études utilisant des manipulations expérimentales comme la fatigue ou la curarisation pour explorer l'origine de la perception de la force, suggérant une prédominance des informations centrales.

Des études utilisant des stimulations comme la vibration musculaire ont apporté des résultats contradictoires quant à l'influence des informations périphériques sur la perception de la force. Cafarelli et Kostka (1981) ont observé une surestimation de la force perçue lors d'une vibration du muscle agoniste, suggérant un rôle du sens de la tension, car la contraction musculaire réflexe serait ajoutée à l'estimation de la tension totale. Jones et Hunter (1985) ont obtenu des résultats similaires. Ces observations contrastent avec les résultats de McCloskey et collaborateurs (1974), qui ont proposé que la perception de la force repose principalement sur le sens de l'effort. De même, les études de Gandevia et McCloskey (Gandevia & McCloskey, 1976, 1977b; Gandevia et al., 1980) sur l'effet de la diminution des informations afférentes périphériques (par anesthésie) ont montré une augmentation de l'estimation du poids, sauf dans le cas spécifique des extenseurs du pouce, soulignant la complexité des mécanismes impliqués. L'étude souligne donc l'absence d'un consensus clair sur le rôle relatif des informations centrales et périphériques dans la perception de la force.

La plupart des études sur la perception de la force cherchent à déterminer si l'estimation repose principalement sur le sens de l'effort. Le document insiste sur l'importance de ne pas biaiser le jugement des sujets en orientant leur attention vers l'effort ou la tension musculaire. Cependant, Jones (1983) a démontré que même en demandant aux sujets d'ignorer l'effort, la force est souvent surestimée lors du maintien prolongé d'une contraction, suggérant une influence prépondérante du sens de l'effort. L'étude de Cafarelli et Bigland-Ritchie (1979) est mentionnée comme une exception, montrant des changements quasi équivalents entre la force perçue et la force maximale volontaire chez des sujets sains lorsque deux muscles homologues ont la même force maximale volontaire. La pente de la relation linéaire entre les forces des deux côtés était proche du ratio des forces maximales volontaires, suggérant que la perception de la force est associée à l'effort même si la longueur musculaire varie.

L'étude a d'abord évalué la précision de l'appariement de forces bilatérales chez des sujets sains, utilisant différentes combinaisons de groupes musculaires des membres supérieurs. Deux conditions expérimentales ont été comparées : 1) des groupes musculaires correspondants (muscles impliqués dans la préhension, fléchisseurs et extenseurs du coude et de l'épaule) ; 2) des groupes musculaires opposés (fléchisseurs d'un côté et extenseurs de l'autre au niveau du coude et de l'épaule). La tâche a été réalisée à deux niveaux de force (25% et 50% de la force maximale volontaire du côté non dominant). Dans la condition « groupes correspondants », l'erreur absolue était plus faible au niveau de force modéré qu'au niveau faible, suggérant une plus grande difficulté à comparer des efforts de faible magnitude. L'erreur absolue ne différait pas entre les combinaisons de groupes musculaires testés (distaux vs. proximaux), et il n'y avait pas de biais vers le côté dominant. En revanche, dans la condition « groupes opposés », l'erreur absolue était plus importante, et aucun effet du niveau de force ou de la combinaison musculaire n'a été observé. Un biais vers les forces de flexion a été détecté, probablement lié à une plus grande capacité de force des groupes musculaires fléchisseurs.

Chez les personnes hémiparétiques, l'étude a analysé la relation entre la diminution de la force de préhension du côté atteint et la capacité à produire des forces bilatérales statiques égales. Les résultats montrent une corrélation générale entre ces deux variables lorsque la tâche est effectuée avec des groupes musculaires correspondants ou opposés. Cependant, cette relation est affaiblie, voire absente, à un faible niveau de force (25% de la force maximale volontaire du côté atteint). Ceci supporte l'idée que la stratégie utilisée par les personnes hémiparétiques pour apparier les forces repose sur la comparaison de l'intensité des commandes motrices de chaque côté. L'utilisation de cette stratégie, qui ne s'adapte pas à la diminution unilatérale de force, est interprétée comme un manque d'adaptation à la faiblesse du membre atteint. La comparaison avec des sujets sains révèle des différences significatives dans la capacité d'appariement des forces, confirmant l'impact de l'hémiparésie sur la coordination bilatérale.

Les résultats globaux soutiennent la validité du modèle de coordination bilatérale proposé, renforçant l'hypothèse que la perception de la force dépend principalement d'informations centrales (sens de l'effort). L'analyse des données souligne une difficulté plus importante à apparier des forces à bas niveau. Chez les sujets hémiparétiques, la stratégie utilisée pour la tâche d’appariement semble être la comparaison de l'intensité des commandes motrices des deux côtés, sans adaptation à la diminution de la force du côté atteint. L'asymétrie des forces produites est plus marquée chez les sujets sévèrement atteints. L’étude soulève des questions sur les mécanismes sous-jacents à l'effort bilatéral et l'impact du manque d'adaptation à la faiblesse sur les activités fonctionnelles. Des recherches futures sont nécessaires pour approfondir la compréhension des mécanismes de coordination bilatérale et leur impact sur la fonctionnalité chez les personnes hémiparétiques.

Cette section met en avant l'importance cruciale de la fiabilité des mesures de force musculaire, notamment chez les personnes hémiparétiques. L'étude souligne que la fiabilité des mesures de force maximale est souvent négligée, malgré son impact sur l'interprétation des résultats expérimentaux et l'inférence sur la performance motrice et la capacité fonctionnelle. Pour effectuer des analyses pertinentes, il est essentiel de connaître le degré d'erreur de mesure et son impact sur les résultats. Di Nocera, Ferlazzo, & Borghi (2001) sont cités pour étayer cette importance de la fiabilité des mesures. Des études antérieures sur la fiabilité des mesures de force maximale chez les patients hémiparétiques sont présentées, utilisant des méthodes diverses comme les dynamomètres manuels et des analyses statistiques comme le coefficient de corrélation intraclasse (ICC) et l'erreur type de mesure (SEM). Ces études montrent une variabilité de la fiabilité selon le muscle testé et le côté (atteinte vs. non atteinte).

La section détaille la méthodologie de mesure de la force musculaire utilisée dans l'étude. Des dynamomètres statiques multi-axiaux, développés en laboratoire (Boissy et al., 1998), ont permis de mesurer le couple statique (en Nm) aux articulations de l'épaule et du coude. Les sujets étaient assis, le tronc stabilisé, et les membres supérieurs positionnés à 0° de flexion à l'épaule et 90° de flexion au coude. Trois essais par groupe musculaire et par côté étaient réalisés en alternance pour éviter la fatigue. Le calcul du couple était basé sur les forces mesurées aux points de fixation et les bras de levier estimés à partir de mesures de longueur. La durée de la procédure était d'environ 40 minutes. Cette description précise de la méthodologie permet de comprendre la rigueur et la standardisation des mesures, cruciales pour assurer la fiabilité des résultats. La standardisation des conditions de test est également expliquée, en précisant la position des membres, l'absence de rétroaction visuelle et la présence d'encouragements verbaux.

L'analyse de la fiabilité des mesures de force est basée sur une approche de généralisabilité (G-study), permettant de calculer les composantes de variance et de déterminer la fiabilité des études de décision (D-studies) avec différents plans d'expérience (nombre de séances et d'essais). La fiabilité est quantifiée par le coefficient de généralisabilité (G) et l'erreur type de mesure (SEM). Les résultats des D-studies montrent des coefficients G élevés, même pour la moyenne de trois essais en une seule séance. Cependant, l'importance de la variance « sujet x séance » suggère qu'utiliser deux séances améliore la fiabilité, particulièrement pour la force de préhension du côté atteint et l'extension de l'épaule. L'utilisation de l'erreur type de mesure (SEM) permet de déterminer si un score reflète une vraie faiblesse ou une erreur de mesure, en définissant un intervalle de confiance à 95%. Un ratio de force inférieur à 0.80, par exemple, pourrait indiquer une réelle différence entre les côtés. L'impact potentiel de troubles somatosensoriels sur les résultats est discuté, soulignant la nécessité de recherches futures pour mieux comprendre l'influence des facteurs sensoriels sur la perception de la force et la performance motrice.