Mécanismes psychophysiques et neuronaux de la compensation dynamique de multiples champs de force : facilitation et anticipation liée à des indices de couleur

Dans cette thèse, nous abordons le contrôle moteur du mouvement du coude à travers deux approches expérimentales : une première étude psychophysique a été effectuée chez les sujets humains, et une seconde implique des enregistrements neurophysiologiques chez le singe. Nous avons recensé plusieurs aspects non résolus jusqu’à présent dans l’apprentissage moteur, particulièrement concernant l’interférence survenant lors de l’adaptation à deux ou plusieurs champs de force anti-corrélés. Nous avons conçu un paradigme où des stimuli de couleur aident les sujets à prédire la nature du champ de force externe actuel avant qu’ils ne l’expérimentent physiquement durant des mouvements d’atteinte. Ces connaissances contextuelles faciliteraient l’adaptation à des champs de forces en diminuant l’interférence. Selon le modèle computationnel de l’apprentissage moteur MOSAIC (MOdular Selection And Identification model for Control), les stimuli de couleur aident les sujets à former « un modèle interne » de chaque champ de forces, à s’en rappeler et à faire la transition entre deux champs de force différents, sans interférence. Dans l’expérience psychophysique, quatre groupes de sujets humains ont exécuté des mouvements de flexion/extension du coude contre deux champs de forces. Chaque force visqueuse était associée à une couleur de l’écran de l’ordinateur et les deux forces étaient anti-corrélées : une force résistante (Vr) a été associée à la couleur rouge de l’écran et l’autre, assistante (Va), à la couleur verte de l’écran. Les deux premiers groupes de sujets étaient des groupes témoins : la couleur de l’écran changeait à chaque bloc de 4 essais, tandis que le champ de force ne changeait pas. Les sujets du groupe témoin Va ne rencontraient que la force assistante Va et les sujets du groupe témoin Vr performaient leurs mouvements uniquement contre une force résistante Vr. Ainsi, dans ces deux groupes témoins, les stimuli de couleur n’étaient pas pertinents pour adapter le mouvement et les sujets ne s’adaptaient qu’à une seule force (Va ou Vr). Dans les deux groupes expérimentaux, cependant, les sujets expérimentaient deux champs de forces différents dans les différents blocs d’essais (4 par bloc), associés à ces couleurs. Dans le premier groupe expérimental (groupe « indice certain », IC), la relation entre le champ de force et le stimulus (couleur de l’écran) était constante. La couleur rouge signalait toujours la force Vr tandis que la force Va était signalée par la couleur verte. L’adaptation aux deux forces anti-corrélées pour le groupe IC s’est avérée significative au cours des 10 jours d’entraînement et leurs mouvements étaient presque aussi bien ajustés que ceux des deux groupes témoins qui n’avaient expérimenté qu’une seule des deux forces. De plus, les sujets du groupe IC ont rapidement démontré des changements adaptatifs prédictifs dans leurs sorties motrices à chaque changement de couleur de l’écran, et ceci même durant leur première journée d’entraînement. Ceci démontre qu’ils pouvaient utiliser les stimuli de couleur afin de se rappeler de la commande motrice adéquate. Dans le deuxième groupe expérimental, la couleur de l’écran changeait régulièrement de vert à rouge à chaque transition de blocs d’essais, mais le changement des champs de forces était randomisé par rapport aux changements de couleur (groupe « indice-incertain », II). Ces sujets ont pris plus de temps à s’adapter aux champs de forces que les 3 autres groupes et ne pouvaient pas utiliser les stimuli de couleurs, qui n’étaient pas fiables puisque non systématiquement reliés aux champs de forces, pour faire des changements prédictifs dans leurs sorties motrices. Toutefois, tous les sujets de ce groupe ont développé une stratégie ingénieuse leur permettant d’émettre une réponse motrice « par défaut » afin de palper ou de sentir le type de la force qu’ils allaient rencontrer dans le premier essai de chaque bloc, à chaque changement de couleur. En effet, ils utilisaient la rétroaction proprioceptive liée à la nature du champ de force afin de prédire la sortie motrice appropriée pour les essais qui suivent, jusqu’au prochain changement de couleur d’écran qui signifiait la possibilité de changement de force. Cette stratégie était efficace puisque la force demeurait la même dans chaque bloc, pendant lequel la couleur de l’écran restait inchangée. Cette étude a démontré que les sujets du groupe II étaient capables d’utiliser les stimuli de couleur pour extraire des informations implicites et explicites nécessaires à la réalisation des mouvements, et qu’ils pouvaient utiliser ces informations pour diminuer l’interférence lors de l’adaptation aux forces anti-corrélées. Les résultats de cette première étude nous ont encouragés à étudier les mécanismes permettant aux sujets de se rappeler d’habiletés motrices multiples jumelées à des stimuli contextuels de couleur. Dans le cadre de notre deuxième étude, nos expériences ont été effectuées au niveau neuronal chez le singe. Notre but était alors d’élucider à quel point les neurones du cortex moteur primaire (M1) peuvent contribuer à la compensation d’un large éventail de différentes forces externes durant un mouvement de flexion/extension du coude. Par cette étude, nous avons testé l’hypothèse liée au modèle MOSAIC, selon laquelle il existe plusieurs modules contrôleurs dans le cervelet qui peuvent prédire chaque contexte et produire un signal de sortie motrice approprié pour un nombre restreint de conditions. Selon ce modèle, les neurones de M1 recevraient des entrées de la part de plusieurs contrôleurs cérébelleux spécialisés et montreraient ensuite une modulation appropriée de la réponse pour une large variété de conditions. Nous avons entraîné deux singes à adapter leurs mouvements de flexion/extension du coude dans le cadre de 5 champs de force différents : un champ nul ne présentant aucune perturbation, deux forces visqueuses anti-corrélées (assistante et résistante) qui dépendaient de la vitesse du mouvement et qui ressemblaient à celles utilisées dans notre étude psychophysique chez l’homme, une force élastique résistante qui dépendait de la position de l’articulation du coude et, finalement, un champ viscoélastique comportant une sommation linéaire de la force élastique et de la force visqueuse. Chaque champ de force était couplé à une couleur d’écran de l’ordinateur, donc nous avions un total de 5 couleurs différentes associées chacune à un champ de force (relation fixe). Les singes étaient bien adaptés aux 5 conditions de champs de forces et utilisaient les stimuli contextuels de couleur pour se rappeler de la sortie motrice appropriée au contexte de forces associé à chaque couleur, prédisant ainsi leur sortie motrice avant de sentir les effets du champ de force. Les enregistrements d’EMG ont permis d’éliminer la possibilité de co-contractions sous-tendant ces adaptations, étant donné que le patron des EMG était approprié pour compenser chaque condition de champ de force. En parallèle, les neurones de M1 ont montré des changements systématiques dans leurs activités, sur le plan unitaire et populationnel, dans chaque condition de champ de force, signalant les changements requis dans la direction, l’amplitude et le décours temporel de la sortie de force musculaire nécessaire pour compenser les 5 conditions de champs de force. Les changements dans le patron de réponse pour chaque champ de force étaient assez cohérents entre les divers neurones de M1, ce qui suggère que la plupart des neurones de M1 contribuent à la compensation de toutes les conditions de champs de force, conformément aux prédictions du modèle MOSAIC. Aussi, cette modulation de l’activité neuronale ne supporte pas l’hypothèse d’une organisation fortement modulaire de M1.

Retour post-isolement en milieu psychiatrique : développement, implantation et évaluation d’une intervention en soins aigus

L’isolement avec ou sans contention (IC) en milieu psychiatrique touche près d’un patient sur quatre au Québec (Dumais, Larue, Drapeau, Ménard, & Giguère-Allard, 2011). Il est pourtant largement documenté que cette pratique porte préjudice aux patients, aux infirmières et à l’organisation (Stewart, Van der Merwe, Bowers, Simpson, & Jones, 2010). Cette mesure posant un problème éthique fait l’objet de politiques visant à la restreindre, voire à l’éliminer. Les études sur l’expérience de l’isolement du patient de même que sur la perception des infirmières identifient le besoin d'un retour sur cet évènement. Plusieurs équipes de chercheurs proposent un retour post-isolement (REPI) intégrant à la fois l’équipe traitante, plus particulièrement les infirmières, et le patient comme intervention afin de diminuer l’incidence de l’IC. Le REPI vise l’échange émotionnel, l’analyse des étapes ayant mené à la prise de décision d’IC et la projection des interventions futures. Le but de cette étude était de développer, implanter et évaluer le REPI auprès des intervenants et des patients d’une unité de soins psychiatriques aigus afin d’améliorer leur expérience de soins. Les questions de recherche étaient : 1) Quel est le contexte d’implantation du REPI? 2) Quels sont les éléments facilitants et les obstacles à l’implantation du REPI selon les patients et les intervenants? 3) Quelle est la perception des patients et des intervenants des modalités et retombées du REPI?; et 4) L’implantation du REPI est-elle associée à une diminution de la prévalence et de la durée des épisodes d’IC? Cette étude de cas instrumentale (Stake, 1995, 2008) était ancrée dans une approche participative. Le cas était celui de l’unité de soins psychiatriques aigus pour premier épisode psychotique où a été implanté le REPI. En premier lieu, le développement du REPI a d’abord fait l’objet d’une documentation du contexte par une immersion dans le milieu (n=56 heures) et des entretiens individuels avec un échantillonnage de convenance (n=3 patients, n=14 intervenants). Un comité d’experts (l’étudiante-chercheuse, six infirmières du milieu et un patient partenaire) a par la suite développé le REPI qui comporte deux volets : avec le patient et en équipe. L’évaluation des retombées a été effectuée par des entretiens individuels (n= 3 patients, n= 12 intervenants) et l’examen de la prévalence et de la durée des IC six mois avant et après l’implantation du REPI. Les données qualitatives ont été examinées selon une analyse thématique (Miles, Huberman, & Saldana, 2014), tandis que les données quantitatives ont fait l’objet de tests descriptifs et non-paramétriques. Les résultats proposent que le contexte d’implantation est défini par des normes implicites et explicites où l’utilisation de l’IC peut générer un cercle vicieux de comportements agressifs nourris par un profond sentiment d’injustice de la part des patients. Ceux-ci ont l’impression qu’ils doivent se conformer aux attentes du personnel et aux règles de l’unité. Les participants ont exprimé le besoin de créer des opportunités pour une communication authentique qui pourrait avoir lieu lors du REPI, bien que sa pratique soit variable d’un intervenant à un autre. Les résultats suggèrent que le principal élément ayant facilité l’implantation du REPI est l’approche participative de l’étude, alors que les obstacles rencontrés relèvent surtout de la complexité de la mise en œuvre du REPI en équipe. Lors du REPI avec le patient, les infirmières ont pu explorer ses sentiments et son point de vue, ce qui a favorisé la reconstruction de la relation thérapeutique. Quant au REPI avec l’équipe de soins, il a été perçu comme une opportunité d’apprentissage, ce qui a permis d’ajuster le plan d’intervention des patients. Suite à l’implantation du REPI, les résultats ont d’ailleurs montré une réduction significative de l’utilisation de l’isolement et du temps passé en isolement. Les résultats de cette thèse soulignent la possibilité d’outrepasser le malaise initial perçu tant par le patient que par l’infirmière en systématisant le REPI. De plus, cette étude met l’accent sur le besoin d’une présence authentique pour atteindre un partage significatif dans la relation thérapeutique, ce qui est la pierre d’assise de la pratique infirmière en santé mentale. Cette étude contribue aux connaissances sur la prévention des comportements agressifs en milieu psychiatrique en documentant le contexte dans lequel se situe l’IC, en proposant un REPI comportant deux volets de REPI et en explorant ses retombées. Nos résultats soutiennent le potentiel du développement d’une prévention tertiaire qui intègre à la fois la perspective des patients et des intervenants.