Effect of a sloped ground surface on postural control and ankle function
Effet des surfaces inclinées au sol sur le contrôle postural et la fonction de la cheville
Résumé
Standing on the surface slope has been reported as a challenge to body coordination since it is considered an unusual environment that interferes with balance control. Moreover, this situation can be found regularly in everyday life (e.g., steep hills, streets, ramps, etc.). This thesis aims to explorer the effect of the surface slope at 7 and 15 degrees on postural control and ankle function through three different studies. Our first two studies focus on a static standing posture on a surface slope in the sagittal and frontal planes. The results showed an asymmetrical effect between declined (PF) and inclined (DF) surface slopes and a symmetrical effect on stability between lateral tilts (RI/LI) surface slopes to the left and right. Indeed, DF and RI/LI induce a greater alteration of the joint mobility chain, which requires greater motor adaptation (via sensory, effector system) organized by the central nervous system (CNS) to maintain postural balance. On the other hand, a small amplitude of inclined surface (PF7) has a better effect, certainly thanks to its biomechanics and its similarity to the wearing of low-heeled shoes. Subsequently, we investigated the effect of surface slope on performance and anticipator postural adjustments (APAs) (study 3) during a unilateral pointing task performed at maximum speed. Our results confirmed that the postural adjustments are influenced by surface inclination, resulting in a decrease in APA amplitude. In order to maintain the effect of APAs and to preserve performance, the CNS must generate more APA durations. As a result, performance levels regarding maximum pointing movement remained unchanged among experimental conditions. In conclusion, this thesis work has shown that the surface slope alters postural-kinetic capacity, in particular by modifying ankle function via the sensorimotor and effector system, depending on the direction and amplitude of surface inclination. This work illuminates theoretical perspectives and also has practical implications for strategies to improve balance function in clinical, ergonomic, professional, sporting, and other fields.
Le maintien de la posture debout sur la surface inclinée est reconnu comme un défi de coordination corporelle dans l'activité humaine. La surface inclinée est considérée comme un environnement inhabituel qui interfère donc avec le contrôle de l'équilibre. D'ailleurs, cette situation se retrouve régulièrement dans la vie quotidienne (ex. colline, rue pentue, rampe d'accès, etc.). Cette thèse s'intéresse à l'effet de l'inclinaison de la surface d'appui au sol à 7 et 15 degrés sur le contrôle postural et la fonction de la cheville à travers trois différentes études. Nos deux premières études se sont intéressées à la posture debout statique sur une surface inclinée dans le plan sagittal et frontal. Nous avons constaté un effet asymétrique sur la stabilité pour l'inclinaison en avant (PF) et en arrière (DF) et symétrique pour les inclinaisons latérales (RI/LI) de la surface d'appui. En effet, les inclinaisons de surface d'appui, DF et RI/LI, entraînent une plus grande altération de la chaîne de mobilité articulaire, ce qui nécessite une adaptation motrice (système sensoriel, effecteur) organisée par le système nerveux central (SNC) afin de maintenir l'équilibre postural. Au contraire, la situation PF7 améliore l'équilibre postural comparativement à la position horizontale (H0) de référence, probablement en raison de facteurs biomécaniques proches rencontrés lors du port de talons. Par la suite, nous nous sommes interrogés sur l'effet de l'inclinaison de la surface d'appui (étude 3) sur la performance et les ajustements posturaux anticipateurs (APAs), lors d'une tâche de pointage unilatérale réalisée à vitesse maximale. Nos résultats ont confirmé que les ajustements posturaux sont influencés par l'inclinaison de la surface, ce qui a entraîné une diminution de l'amplitude des APAs. Afin que l'effet des APAs soit maintenu et que la performance reste constante, le SNC doit alors augmenter la durée des APAs. Les niveaux de performance en termes de pics d'accélération du mouvement de pointage restent ainsi inchangés dans les conditions de surface inclinée. Pour conclure, ce travail de thèse a permis de mettre en évidence que l'inclinaison de la surface d'appui au sol altère la capacité posturo-cinétique en modifiant notamment la fonction de la cheville via le système sensori-moteur et effecteur en fonction de la direction et de l'amplitude d'inclinaison de la surface. Ces travaux ouvrent des perspectives théoriques mais aussi des perspectives d'implications pratiques sur les stratégies d'amélioration de la fonction d'équilibre dans le domaine clinique, ergonomique, professionnel, sportif, etc.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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