Jean Pierre ROLL 01 / 02 / 2005 | 0 commentaires | Dossier

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sources: www.up.univ-mrs.fr

Pr. UFR SVTE, Dpartement de Neurosciences, Marseille
Laboratoire de Neurobiologie Humaine, UMR 6149, Universit de Provence-CNRS, Marseille

Directeur de lunit Intgration Adaptations Sensorimotrices et Comportementales luniversit de Provence, Centre Saint Jrme, Marseille. Luniversit de Provence, Centre Saint Jrme, Marseille. Lattitude du corps et ses mouvements. Une manipulation exprimentale de tendon par des vibrations communique de fausses donnes au cerveau et produit des illusions kinesthsiques. Les analyses de cette exprimentation conduisent une meilleure comprhension des mcanismes lis la perception du mouvement.
lnh@up.univ-mrs.fr
F. ALBERT
Laboratoire de Neurobiologie Humaine, UMR 6149, Universit de Provence-CNRS, Marseillealbert-f@up.univ-mrs.fr

E. RIBOT-CISCAR

M. BERGENHEIM
Laboratoire de Neurobiologie Humaine, UMR 6149, Universit de Provence-CNRS, Marseille.


La Main Ecrit sur le Papier et ... sur le Cerveau

De longues annes d'apprentissage sont ncessaires l'enfant pour matriser les codes gestuels de l'criture et du dessin et pour intgrer ces codes ceux de la lecture et du langage. Ces habilets symboliques, parmi les plus complexes et les plus rapides de notre rpertoire moteur (Viviani 98), constituent un terrain d'tude privilgi l'intersection des activits motrices, perceptives et cognitives o les concepts et les mthodes des Neurosciences et de la Psychologie Cognitive peuvent se fconder mutuellement. Si les Neurosciences abordent l'tude des mcanismes nerveux et les lois qui rgissent la production crite de symboles graphiques, de lettre ou de mots, la psychologie cognitive s'est surtout intresse au codage des informations graphiques et phonologiques lors de la perception visuelle des mots crits.

Le geste d'crire renvoie vers le systme nerveux central un feed-back somesthsique (tactile et proprioceptif notamment) qui l'informe en ligne des caractristiques de chaque forme ou lettre trace et de l'enchanement spatio-temporel de celles-ci au cours de l'laboration de lettres, de mots, de phrases etc.

La question est de savoir si les messages sensoriels proprioceptifs issus de la main qui crit sont porteurs d'informations de nature cognitive susceptibles d'intervenir au mme titre que d'autres informations dans
la spcification symbolique des caractres crits.

Pour chaque symbole, une signature sensorielle issue de la main qui crit

Ecrire, l'instar de tout acte moteur, dforme d'une manire singulire les effecteurs que sont la main et le bras, et notamment l'ensemble des muscles impliqus dans cette tche.

Au-del de leurs fonctions motrices, les muscles sont dots de mcano-rcepteurs qui rendent compte de leur tat de longueur et de leurs allongements. L'tude des fonctions de codage des propriocepteurs musculaires est possible grce la mthode microneurographique qui consiste enregistrer, l'aide d'une micro-lectrode insre dans un
nerf superficiel chez l'Homme, les messages nerveux mis par les rcepteurs et adresss au systme nerveux central. On accde ainsi directement au trafic neurosensoriel voqu lors de la ralisation d'actions plus ou moins complexes. Nous avons recueilli l'activit de populations de rcepteurs issus de l'ensemble des muscles qui quipent
une articulation lors de la ralisation de mouvement symboliques de Dessin et d'Ecriture. L'ensemble de ces messages organiss dans le temps, en frquence et dans l'espace des muscles, produit un paysage proprioceptif qui code les paramtres de taille, de forme et de vitesse de la trajectoire excute. Chaque dessin ou chaque symbole graphique ralis voque une signature sensorielle qui lui est propre et qui est potentiellement mme d'informer avec une grande prcision le Systme Nerveux Central sur ce que fait la main qui dessine ou qui crit (Fig. 1), c'est ce que semble confirmer l'approche neurocognitive dveloppe ci-aprs.



Signatures proprioceptives de divers symboles graphiques et dessins


Feedbacks proprioceptifs voqus par l'excution de divers symboles graphiques et dessins de formes gomtriques. De haut en bas : courbe de frquence instantane, message sensoriel (fibre Ia), trajectoire X et Y en fonction du temps, feedback d'une population de rcepteurs issus du mme muscle.

Une main qui a l'illusion de dessiner ou d'crire

Les vibrations mcaniques constituent un moyen pour activer exprimentalement les capteurs musculaires en l'absence de tout mouvement. Ce leurre sensoriel, produit par plusieurs vibrateurs, appliqus au niveau du poignet induit, chez un sujet dont la main ne bouge pas, la sensation qu'elle dessine un carr ou un rectangle, une
ellipse ou un cercle en fonction de patrons de stimulation spcifiques (Roll et Gilhodes, 1995 ; Roll et al, 1996).

Plus rcemment, nous avons pu induire des illusions d'criture de lettres, chiffres ou mots courts grce quatre vibrateurs appliqus sur les muscles du coude et de l'paule. Les sujets taient capables de reconnatre et de catgoriser le symbole peru puis de le dessiner avec fidlit (Gilhodes et Roll, 2001; Roll, 2003) (fig. 2).



Illusion d'criture de la lettre a


Le pattern de vibration appliquer sur 4 muscles de l'paule et du coude est construit grce un modle gomtrique de l'ensemble bras/avant-bras coupl un modle mathmatique de propriocepteur. Le sujet, dont la main est immobilise, peroit une illusion de mouvement qu'il reproduit sur une tablette digitaliser.

Les messages proprioceptifs issus de la main qui crit ou dessine semblent donc tre non seulement des descripteurs sensoriels et perceptifs des trajectoires graphiques ralises, mais aussi porteurs du sens de
ce que la main crit. Ainsi, l'acte mme d'crire est une source d'informations caractre cognitif susceptible d'intervenir, au mme titre que les informations visuelles et auditives dans la spcification symbolique des caractres crits et par l dans les apprentissages linguistiques.


Rfrences

1. ROLL JP, & GILHODES JC (1995). Proprioceptive sensory codes mediating movement trajectories perception: human hand vibration-induced drawing illusions. Canadian Journal of Physiology and Pharmacology, 73 : 295-304.

2. ROLL JP, BERGENHEIM M, & RIBOT-CISCAR E (2000). Proprioceptive population coding of 2-D limb movements in humans: Part II. Muscle spindle feedback during "drawing like movements". Exp. Brain Res., 134: 311-321.

3. BERGENHEIM M, RIBOT-CISCAR E, & ROLL JP (2000). Proprioceptive population coding of 2-D movements in humans: Part I. Muscle spindle feedback during "spatially oriented movements". Exp. Brain Res., 134 : 301-310.

4. ROLL JP, ROLL R, & GILHODES JC (2001). Proprioceptive cues as a basis for body representation and as a binding factor with extrapersonal space. In : Series of Biophysics and Biocybernetics. Vol. 9 Neuronal coding of perceptual systems. W. Backhauss (Ed). pp 254-262.

5. RIBOT-CISCAR E, BERGENHEIM M, & ROLL JP (2002). The prefered sensory direction of muscle spindle primary endings influences the velocity coding of two-dimensional limb movements in humans. Exp. Brain Res., 145(4): pp 429-36.

6. GILHODES JC, ROLL JP (2001). Virtual hand-writting induced by well-patterned tendon vibration in humans. First joint meeting of the EBBS and EPPS, Septembre 8-12, Marseille.
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