Le rapport aux traces écrites en situation d'évaluation de lecture de textes narratifs brefs le cas d'élèves au deuxième cycle du secondaire

La présente recherche porte sur les traces écrites laissées par des élèves de quatrième secondaire sur leur texte en situation de préparation à une évaluation sommative. Compte tenu des milieux d'où ils proviennent et de leurs connaissances antérieures, force est de constater que les compétences en lecture de ces élèves sont très variables et ont des conséquences importantes non seulement dans leur cours de français, mais aussi dans toutes les autres matières: plus les élèves avancent dans leur cheminement scolaire, plus les enseignants leur demandent de lire des textes longs et complexes. Pourtant, force est de constater que les résultats en lecture des élèves de quatrième et cinquième secondaire restent faibles. De nombreuses études ont démontré que la lecture de textes narratifs mobilise tous les aspects de la lecture et augmente les compétences générales à lire. Pour les enseignants de français, une façon courante d'évaluer la lecture au deuxième cycle du secondaire est donc de distribuer un texte narratif bref (conte, nouvelle, extrait de roman) à l'avance aux élèves et de leur suggérer d'y laisser des traces écrites de leur réflexion ou des stratégies utilisées, dans le but de favoriser leur compréhension et leur interprétation du texte. Ces traces peuvent prendre la forme, par exemple, de soulignements, de surlignements, d'annotations dans les marges, de schémas. Toutefois, peu de recherches scientifiques se sont attardées aux opinions, aux conceptions et aux pratiques des élèves lorsqu'il s'agit de se préparer à une évaluation de la sorte. Notre recherche, exploratoire et descriptive, vise deux objectifs spécifiques: premièrement, décrire l'investissement, les opinions et attitudes, les conceptions et le mode d'investissement d'élèves de quatrième secondaire et, deuxièmement, décrire les relations entre ces quatre dimensions afin de dresser un portrait global du rapport des élèves aux traces écrites lors de leur préparation à une évaluation de lecture. Pour ce faire, nous avons privilégié une collecte de données en trois phases: après avoir passé, à un échantillon de 41 élèves volontaires, des questionnaires présentant des items à coter sur une échelle de Likert, nous avons observé les textes sur lesquels des traces de leur travail de préparation étaient visibles. Pour finir, nous avons rencontré quatre de ces élèves en entrevue semi-dirigées, choisis en fonction de leurs réponses aux questionnaires et du type de traces qu'ils avaient laissées. Pour augmenter la validité des résultats, les données recueillies à chacune des phases [ont] été croisées afin d'obtenir un maximum d'informations sur le rapport des élèves aux traces écrites. Les résultats obtenus montrent que, malgré le fait que les élèves ont des perceptions généralement assez positives du recours aux traces écrites, les traces qu'ils laissent généralement sur leurs textes sont peu pertinentes dans la mesure où elles ne contribuent pas, pour la plupart, à établir des liens essentiels à la compréhension globale du texte narratif, comme les liens de causalité. Les entrevues nous apprennent que certains élèves ont effectivement l'impression que certaines traces écrites sont plus pertinentes que d'autres, mais qu'ils ignorent souvent lesquelles et comment y recourir pendant leur lecture. Le rapport aux traces écrites est complexe, dépend de la situation et varie d'un individu à l'autre en fonction de plusieurs facteurs contextuels: les expériences et connaissances antérieures de l'élève, la résistance du texte imposé et les contacts avec les pairs. Tous ces facteurs influencent l'élève dans ce qu'il pense, ce qu'il ressent et ce qu'il fait lors de la préparation à une évaluation de lecture.

Kraftutveckling för manuella trädfällningsredskap : Force development for manual tree felling tools

The objective with this study has been to build general models of the mechanics in tree felling with chain-saw and to compare felling torque for different tools. The theoretical models are completed and validated with a comparative study. The study includes a great number of felling tools of which some are used with different methods. Felling torque was measured using a naturally like measuring arrangement where a tree is cut at about 3.7 m height and then anchored with a dynamometer to a tree opposite to the felling direction. Notch and felling cut was made as ordinary with exception that the hinge was made extra thin to reduce bending resistance. The tree was consequently not felled during the trials and several combinations of felling tools and individuals could be used on the same tree.The results show big differences between tools, methods and persons. The differences were, however, not general, but could vary depending on conditions (first of all tree diameters). Tools and methods that push or pull on the stem are little affected by the size of the tree, while tools that press on the stump are very much dependent of a large stump-diameter. Hand force asserted on a simple pole is consequently a powerful tool on small trees. For trees of medium size there are several alternative methods with different sizes and brands of felling levers and wedges. Larger and more ungainly tools and methods like tree pusher, winch, etc. develop very high felling torque on all tree sizes. On large trees also the felling wedge and especially the use of several wedges together develop very high felling torque.

Les conflits et les rapports de force dans la langue. Le dominant et le domine dans le domaine scolaire

La standardisation de la langue française a inévitablement eu des conséquences soit dans l’attitude de défense du français, soit dans l’inquiétude de ceux qui parlent une autre langue. Cette étude veut établir une comparaison entre le rapport langue du pouvoir/langues non officielles et le rapport professeur/élève en milieu scolaire. La distinction entre langue officielle et dites « langues minoritaires » sera mis en relation avec la langue des jeunes, qui, à l’école, se confrontent et entrent en collision avec la langue de leur professeur. En effet, les classes hétérogènes et l’influence de la langue maternelle auprès des élèves, fils d’immigrés, exposent les enseignants à toute une série de difficultés liées aux différences culturelles. Les dénonciations et les cas de violence dans les écoles mettront l’accent également sur l’opinion publique et sur le type de mesures mises en relief par les Institutions publiques. L’aire géographique prise en considération inclut Paris et ses environs même si quelques exemples d’enquêtes menées dans d’autres parties de la France et à l’étranger seront cités.

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.

Le rapport des travailleurs sociaux à la standardisation en contexte de réseau de services intégrés destinés aux personnes âgées en perte d'autonomie fonctionnelle

Problématique Les réformes du système québécois de la santé et des services sociaux débutées en 2003 visent à le transformer en profondeur. La mise en œuvre de réseaux intégrés de services destinés aux personnes âgées en perte d’autonomie fonctionnelle s’inscrit dans ce mouvement de réformes. L’intégration des services nécessite toutefois des changements importants dans les modalités de régulation des systèmes sociosanitaires afin d’être en mesure d’assurer une meilleure réponse aux problèmes multidimensionnels et chroniques des personnes âgées en perte d’autonomie fonctionnelle vivant à domicile. La standardisation des pratiques professionnelles vise ainsi à réguler l’action des multiples acteurs et organisations concernés par la prise en charge des problèmes sociosanitaires. Nous avons analysé le contexte politique dans lequel s’inscrit ce mouvement de standardisation au moyen de deux logiques de performance. La première, la logique managériale, correspond à l’adoption par l’État social de principes néolibéraux s’inscrivant dans la nouvelle gestion publique. La deuxième logique, dite clinique, est construite autour de la standardisation des pratiques professionnelles par l’entremise des pratiques fondées sur des résultats probants. L’arrimage parfois complémentaire et parfois contradictoire entre ces deux logiques rend le débat sur la standardisation des professions particulièrement complexe, particulièrement dans les métiers relationnels comme le travail social (TS). Pour ses promoteurs, la standardisation fait en sorte de rendre le travail social plus scientifique et plus rationnel ce qui constitue un gage de qualité, d’efficacité et d’efficience. Pour ses détracteurs, la standardisation se présente comme une menace à l’autonomie des TS. Elle est considérée comme une attaque contre le praticien réflexif autonome qui n’est pas conciliable avec les fondements de la profession. Ainsi la compréhension du rapport des TS à la standardisation constitue un enjeu particulièrement important non seulement pour soutenir la mise en œuvre de réseaux de services intégrés destinés aux personnes âgées (RSIPA), mais aussi pour comprendre l’évolution en cours du travail social. L’usage d’outils cliniques standardisés s’accompagne de plusieurs formes de standardisations, soit des standards de conception, des standards terminologiques, des standards de performance et des standards procéduraux. Objectifs L’objectif général de cette thèse est de comprendre le rapport des TS aux différentes dimensions de la standardisation de leur pratique professionnelle en contexte de RSIPA. Plus spécifiquement, nous voulons : 1) Décrire les formes de standardisation émergentes en contexte de RSIPA; 2) Dégager les éléments de contexte et les caractéristiques perçues des outils standardisés qui influent sur leur appropriation par les TS; 3) Élucider la participation des TS au processus de régulation des pratiques professionnelles; et 4) Repérer les composantes des outils standardisés qui agissent comme des conditions structurantes de la pratique et celles qui se caractérisent par leur adaptabilité. Cadre théorique Cette thèse s’appuie sur deux perspectives théoriques complémentaires. La première, la théorie de la régulation sociale (Reynaud, 1997) nous permet d’analyser la standardisation comme un processus de régulation, afin de mettre à jour les ensembles de règles avec lesquelles les TS doivent composer ainsi que les adaptations et la part de jeu stratégique que l’on retrouve dans l’usage de ces règles. Notre deuxième perspective théorique, la sociologie des usages (Vedel, 1994), que nous en avons adaptée en appui sur la composition technique de Nélisse (1998) s’intéresse à l’activité sociale des acteurs relativement à leur utilisation des technologies. L’analyse des usages dans un contexte donné permet de comprendre de quelle manière les formes de standardisation qui accompagnent l’usage des outils cliniques standardisés peuvent potentiellement structurer la pratique professionnelle des TS, soit en la soutenant, soit en l’entravant. Méthodologie Cette thèse s’appuie sur une méthodologie qualitative, compréhensive et exploratoire. En appuie sur les principes de l’ergonomie cognitive (Falzon, 2004), nous avons examiné les prescriptions relatives aux usages des outils cliniques avec les usages de ces outils standardisés dans l’activité des intervenantes sociales (IS) formées en travail social. Nous avons opté pour une étude de cas multiples imbriquée comportant deux cas, en l’occurrence les équipes de programme perte d’autonomie liée au vieillissement (PALV), dans deux Centres de santé et de services sociaux (CSSS) où ont été implantés des réseaux de services intégrés destinés aux personnes âgées. Dans le premier, la mise en œuvre des RSIPA était à ses débuts alors que dans le deuxième, l’implantation était plus ancienne. Dans chacun des cas, quatre IS ont été recrutées. Nous avons triangulé quatre collectes de données distinctes et complémentaires soit une collecte de type documentaire pour chacun des deux cas. Avec chacune des IS, nous avons effectué trois jours d’observations directes de leur activité; un entretien compréhensif sur le sens général de la standardisation dans leur pratique; un entretien de type explicitation portant sur leur usage de l’outil d’évaluation multiclientèle (OEMC) dans un contexte particulier et un entretien compréhensif rétrospectif. Nous avons progressivement condensé et codé nos données en nous appuyant sur une stratégie de codage mixte. Les formes de standardisation émergentes en contexte de RSIPA Le rapport des IS aux outils standardisés comporte deux valences. La valence positive se manifeste lorsque les outils standardisés peuvent soutenir l’exercice du jugement professionnel des IS tout en préservant leur autonomie décisionnelle concernant les actions à mener dans leurs activités. Ainsi les IS ne manifestent pas de résistance particulièrement significatives par rapport aux formes de standardisation procédurales, conceptuelles et terminologiques qui accompagnent le modèle d’intégration de services implanté dans les deux CSSS à l’étude parce que globalement, ces formes de standardisation laissent une marge d’autonomie suffisante pour adapter les règles afin de répondre aux contingences cliniques propres aux situations singulières avec lesquelles elles doivent composer dans leur pratique. Nous avons cependant constaté que le mouvement de standardisation qui accompagne la mise en œuvre des RSIPA a été nettement érodé par un mouvement de standardisation des résultats qui découle de la logique de performance managériale notamment en contexte de reddition de compte. Ce dernier mouvement a en effet engendré des distorsions dans le premier. En ce sens, la standardisation des résultats se présente comme une contrainte sensiblement plus forte sur activité des IS que la standardisation procédurale associée à l’usage des outils standardisés RSIPA. La participation des TS au processus de régulation des pratiques professionnelles Nos résultats montrent une adhésion de principe des IS à la régulation de contrôle. Cette adhésion s’explique par la nature même des règles qui encadrent leur activité prudentielle. Puisque ces règles générales nécessitent d’être constamment interprétées à la lumière du jugement professionnel en jeu dans chacune des situations cliniques singulières, l’activité routinière des IS vise moins à les contourner qu’à les adapter dans les limites prévues dans l’espace de jeu autorisé. En ce sens, ce n’est que dans certaines circonstances que les IS expriment une résistance par rapport à la régulation de contrôle interne à leur organisation. C’est plutôt par rapport aux contraintes engendrées par certaines formes de régulation de contrôle externe que s’exprime cette résistance parce que ces dernières sont en mesure de peser significativement sur la régulation de l’activité des IS. Ainsi, la logique de performance managériale qui s’exerce à travers la reddition de comptes a pour effet d’entacher la portée des sources traditionnelles de régulation et de modifier les rapports de force entre les acteurs au sein des CSSS. En outre, la capacité régulatrice de certaines instances externes, comme l’hôpital, des mécanismes de plaintes utilisés par les usagers ou de certification de la qualité, est renforcée par le fait que ces instances sont médiatrices de formes de régulation de contrôle externe, comme la logique de performance managériale ou par des effets de médiatisation. Tous les acteurs de la hiérarchie en viennent ainsi à composer avec les régulations de contrôle pour répondre aux contraintes qui s’exercent sur eux ce qui se traduit dans un processus réflexif de régulation marqué par le jeu des uns et des autres, par des micro-déviances, ainsi que par des arrangements locaux. Étant donné que la régulation de contrôle autorise une marge d’autonomie importante, la régulation autonome paraît d’une certaine manière moins prégnante, voire moins nécessaire pour réguler l’activité des IS. Les formes de régulation autonome que nous avons mise à jour se déclinent en deux espaces d’autonomie distincts que les IS veulent préserver. Le premier, l’espace d’autonomie professionnelle a pour objet la capacité d’action générale des IS dans leur activité professionnelle et est donc transversal à l’ensemble de leur activité. Le second, l’espace d’autonomie de la singularité clinique, porte sur la marge d’autonomie des IS au regard de leur activité d’intervention auprès des usagers. Cet espace constitue une sorte de non-lieu normatif, non pas parce qu’aucune règle n’y régule les actions, mais bien parce que les règles qui y jouent se situent en partie en dehors du champ d’influence de l’ensemble des forces de standardisation agissant sur l’activité des IS. La régulation conjointe apparaît lorsque la négociation prend place à l’extérieur des limites de l’espace de jeu autorisé par les règles existantes ou que, au terme de la négociation, ces limites sont modifiées. La majorité des compromis observés ne se traduisent pas forcément sous une forme écrite et contractuelle. Certains d’entre eux se présentent comme une adaptation locale et circonstanciée et prennent la forme de régulations conjointes ad hoc alors que d’autres, les régulations conjointes institutionnalisées, s’inscrivent davantage dans la durée. Ces dernières se manifestent autour de situations cliniques pour lesquelles les règles existantes s’avèrent insuffisantes à réguler l’activité. Dans ces conditions, les négociations entre les acteurs visent à redéfinir les nouvelles limites de l’espace de jeu. Ce processus est alimenté par le cumul jurisprudentiel de chacune des situations singulières collectivisées. Les règles ainsi produites ne s’inscrivent jamais de manière dyschronique par rapport aux aspects de l’activité des IS qu’elles doivent réguler, ce qui tend à renforcer le caractère pérenne de leur capacité régulatrice. Le caractère habilitant et contraignant des dispositifs informatiques Il est difficile de comprendre la capacité régulatrice d’un dispositif informatique comme la plateforme RSIPA que l’on retrouve en PALV, en examinant uniquement ses paramètres de conception. L’analyse de ses usages en contexte s’avère indispensable. Des dispositifs informatiques comme le RSIPA possèdent la capacité d’inscrire l’intervention clinique dans un ensemble de procédures sous-jacentes, qui peuvent être plus ou moins explicites, mais qui ont la capacité d’engendrer une certaine standardisation des activités, qui peut être simultanément procédurale, terminologique et conceptuelle. Ces dispositifs informatiques détiennent ainsi la capacité d’opérer une médiation des régulations de contrôle dont ils sont porteurs. Bien qu’ils limitent l’espace de jeu clandestin, ces dispositifs ne sont pas en mesure d’enrayer complètement la capacité des IS à jouer avec les règles, notamment parce qu’ils se prêtent à des tricheries de leur part. Néanmoins, la capacité de ces plateformes informatiques à se comporter comme des instances de visualisation de l’activité peut réduire la capacité des IS à jouer et à déjouer les règles. Or, ces formes de déviance leur permettent de composer avec l’ensemble des contingences auxquelles elles sont confrontées dans leur pratique professionnelle. Cette bivalence dans l’usage de ces dispositifs informatiques soulève des enjeux relativement à leur conception afin de favoriser les meilleurs arrimages possible entre leurs fonctions cliniques et administratives.

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.

Biomechanical force displacement analysis of strength of fixation of tracker holding devices to bone in computer aided joint replacement

Computer aided joint replacement surgery has become very popular during recent years and is being done in increasing numbers all over the world. The accuracy of the system depends to a major extent, on accurate registration and immobility of the tracker attachment devices to the bone. This study was designed to asses the forces needed to displace the tracker attachment devices in the bone simulators. Bone simulators were used to maintain the uniformity of the bone structure during the study. The fixation devices tested were 3mm diameter self drilling, self tapping threaded pin, 4mm diameter self tapping cortical threaded pin, 5mm diameter self tapping cancellous threaded pin and a triplanar fixation device ‘ortholock’ used with three 3mm pins. All the devices were tested for pull out, translational and rotational forces in unicortical and bicortical fixation modes. Also tested was the normal bang strength and forces generated by leaning on the devices. The forces required to produce translation increased with the increasing diameter of the pins. These were 105N, 185N, and 225N for the unicortical fixations and 130N, 200N, 225N for the bicortical fixations for 3mm, 4mm and 5mm diameter pins respectively. The forces required to pull out the pins were 1475N, 1650N, 2050N for the unicortical, 1020N, 3044N and 3042N for the bicortical fixated 3mm, 4mm and 5mm diameter pins. The ortholock translational and pull out strength was tested to 900N and 920N respectively and still it did not fail. Rotatory forces required to displace the tracker on pins was to the magnitude of 30N before failure. The ortholock device had rotational forces applied up to 135N and still did not fail. The manual leaning forces and the sudden bang forces generated were of the magnitude of 210N and 150N respectively. The strength of the fixation pins increases with increasing diameter from three to five mm for the translational forces. There is no significant difference in pull out forces of four mm and five mm diameter pins though it is more that the three mm diameter pins. This is because of the failure of material at that stage rather than the fixation device. The rotatory forces required to displace the tracker are very small and much less that that can be produced by the surgeon or assistants in single pins. Although the ortholock device was tested to 135N in rotation without failing, one has to be very careful not to put any forces during the operation on the tracker devices to ensure the accuracy of the procedure.

(-)-CGP12177 increases contractile force through beta1l-adrenoceptors but not through beta3-adrenoceptors in human right atrial myocardium

(-)-CGP12177 is a non-conventional partial agonist that causes modest and transient increases of contractile force in human atrial trabeculae (Kaumann and Molenaar, 2008). These effects are markedly increased and maintained by inhibition of phosphodiesterase PDE3. As verified with recombinant receptors, the cardiostimulant effect of (-)-CGP12177 is mediated through a site at the beta1-adrenoceptor with lower affinity (beta1LAR) compared to the site through which (-)-CGP12177 antagonizes the effects of catecholamines (beta1HAR). However, in a recent report it was proposed that the positive inotropic effects of CGP12177 are mediated through beta3-adrenoceptors (Skeberdis et al 2008). We therefore investigated whether the effects of (-)-CGP12177 on human atrial trabeculae are antagonized by the beta3-adrenoceptor-selective antagonist L-748,337 (1 microM). (-)-CGP12177 (200 nM) caused a stable increase in force which was significantly reduced by the addition of (-)-bupranolol (1 microM), P = 0.002, (basal 4.45 ± 0.78 mN, IBMX (PDE inhibitor) 5.47 ± 1.01 mN, (-)-CGP12177 9.34 ± 1.33 mN, (-)-bupranolol 5.79 ± 1.08 mN, n = 6) but not affected by the addition of L-748,337 (1 microM), P = 0.12, (basal 4.48 ± 1.32 mN, IBMX 7.15 ± 2.28 mN, (-)-CGP12177 12.51 ± 3.71 mN, L-748,337 10.90 ± 3.49 mN, n = 6). Cumulative concentration-effect curves for (-)-CGP12177 were not shifted to the right by L-748,337 (1 microM). The –logEC50M values of (-)-CGP12177 in the absence and presence of L-748,337 were 7.21±0.09 and 7.41±0.13, respectively (data from 25 trabeculae from 8 patients, P=0.2) The positive inotropic effects of (-)-CGP12177 (IBMX present) were not antagonized by L-748,337 but were blunted by (-)-bupranolol (1 microM). The results rule out an involvement of beta3-adrenoceptors in the positive inotropic effects (-)-CGP12177 in human right atrial myocardium and are consistent with mediation through beta1LAR. Kaumann A and Molenaar P (2008) Pharmacol Ther 118, 303-336 Skeberdis VA et al (2008) J Clin Invest, 118, 3219-3227