Dynamic approach of the use of a mechanical horse at the service of the postural rehabilitation of brain-damaged patients

La thèse présentée a pour objectif d’analyser dans le cadre de l’approche dynamique du contrôle moteur la coordination motrice de participants sains et cérébrolésés évoluant sur un nouvel outil de rééducation, le cheval mécanique. L’analyse de ces coordinations spontanément adoptées par les individus sur ce cheval, ou modifiées suite à l’apprentissage d’une nouvelle coordination grâce à l’ajout d’un biofeedback visuel en temps réel, conduit à participer à (i) déterminer l’utilité du biofeedback dans ce type de tâche et (ii) à évaluer l’intérêt d’un protocole de 24 séances prescrites par nos soins et réalisées sur cet outil. L’objectif final est alors de participer à l’élaboration d’un protocole de rééducation posturale pour une population de patients cérébrolésés. La première étude a permis de mettre en avant le rôle joué par l’expertise dans l’évolution des coordinations posturales des individus sur le cheval mécanique amenant les cavalières expertes vers une coordination posturale plus adaptée (i.e. maintien des patterns en phase et en antiphase), en comparaison aux novices. Par ces analyses, la coordination tronc/cheval mesurée en antiphase, a été mise en lumière, correspondant ainsi à la coordination retrouvée dans l’activité équestre réelle. Par ailleurs, la mise en place d’une méthode d’apprentissage (étude 2) a permis de modifier le comportement postural des individus après seulement 3 séances, selon les conditions d’apprentissage prescrites. La fréquence d’oscillation du cheval avait un impact important sur la coordination des participants, qui adoptaient une coordination en antiphase (fort attracteur) lorsque la contrainte environnementale était élevée. Toutefois, ces observations n’ont pas permis de démontrer le réel intérêt de l’ajout d’un biofeedback visuel dans l’apprentissage d’une nouvelle coordination posturale chez des sujets sains. Enfin, la troisième étude réalisée chez des patients cérébrolésés a montré l’intérêt de cette nouvelle méthode de rééducation sur la coordination posturale de ces patients. Après 24 séances, leur coordination était différente de celle du groupe témoin, permettant de mettre en avant leur capacité à s’adapter aux contraintes et à développer des modes de coordinations posturales spécifiques (tronc/cheval en antiphase) à l’activité afin d’optimiser au mieux leur posture.Rooted in the dynamical system approach of motor control, the aim of this thesis is to analyze the motor coordination of healthy and brain-damaged participants oscillating on a new rehabilitation tool: the mechanical horse. The analysis of spontaneous coordination exhibited by individuals on this horse and the learned coordination adopted after a learning phase provided by the addition of a visual biofeedback allowed (i) to determine the usefulness of biofeedback in learning an oscillating task and (ii) to evaluate the interest of a 24 sessions rehabilitation protocol performed using the mechanical horse. The final goal is to participate to the development of a postural rehabilitation protocol for a population of brain-damaged patients. The first study allowed to highlight the role of expertise in the dynamics of the postural coordination on the mechanical horse bringing the expert riders towards a more adapted postural coordination (i.e. maintaining in phase and antiphase patterns). Through this first analysis, the spontaneous trunk/horse coordination was highlighted as antiphase, corresponding to the coordination found in real equestrian activity. Furthermore, the implementation of a learning method (study 2) allowed to modify the postural behavior of novice riders after only 3 sessions. The oscillation frequency had a significant impact on the coordination of participants who fell in an antiphase coordination (strong attractor) when the environmental constraint was high. However concerning those novice but healthy participants, this experiment did not demonstrate the real value of an additional video feedback during learning of a new postural coordination. Finally, the third study performed in brain-damaged patients showed the interest of this new rehabilitation method on the postural coordination of these patients. After 24 sessions, their coordination was different from the one of the control group, allowing to highlight their ability to adapt of constraints and to develop specific modes of postural coordination (trunk/horse antiphase) in order to optimize their posture