Soutenance de thèse de DERNONCOURT François

Résumé de la thèse

Le contrôle nerveux du mouvement passe nécessairement par les motoneurones spinaux, qui constituent la voie finale commune par laquelle l'activité nerveuse est transformée en force musculaire. Chez l'humain, les instants de décharge de multiples unités motrices peuvent être estimés à partir d'enregistrements électromyographiques haute densité, offrant ainsi une fenêtre sur l'activité de populations de motoneurones durant des contractions volontaires. Cependant, interpréter les mécanismes neuronaux qui sous-tendent l'activité des unités motrices nécessite de résoudre un problème inverse difficile, car cette activité reflète l'influence combinée de commandes motrices descendantes, d'entrées sensorielles, de propriétés intrinsèques des motoneurones, et de circuits spinaux. Cette thèse a étudié la manière dont les populations de motoneurones spinaux sont contrôlées durant des contractions volontaires, en combinant enregistrement de trains de décharge d'unités motrices et modèles numériques. La première étude a examiné si la dimensionnalité de l'activité des populations d'unités motrices reflète la dimensionnalité du contrôle volontaire. Bien que l'activité des unités motrices du vaste latéral occupe un manifold linéaire multidimensionnel, cette dimensionnalité ne s'accompagnait pas d'une capacité à dissocier volontairement l'activité des unités motrices. Ces résultats montrent qu'une activité multidimensionnelle des unités motrices n'implique pas nécessairement un contrôle volontaire multidimensionnel. Sur la base de simulations numériques, nous proposons que cette multidimensionnalité pourrait s'expliquer par l'action de circuits spinaux, même lorsqu'une seule commande supraspinale est reçue par les motoneurones. Nous suggérons l'inhibition récurrente comme circuit spinal pouvant jouer ce rôle. La seconde étude a développé une approche basée sur la simulation pour inférer l'inhibition récurrente à partir de trains de décharge d'unités motrices enregistrés lors de contractions volontaires. Grâce aux caractéristiques temporelles des instants de décharge des unités motrices et à un modèle génératif de l'activité de populations de motoneurones, nous avons comparé l'influence de l'inhibition récurrente entre muscles et intensités de contraction. Les résultats ont révélé des profils d'inhibition récurrente qui dépendent du muscle considéré et de l'intensité de contraction, ce qui suggère que l'inhibition récurrente est modulée différemment selon le contexte et les muscles. Ces études montrent qu'il est possible d'obtenir des informations sur le contrôle nerveux du mouvement à partir d'enregistrements d'unités motrices, en associant des modèles génératifs spécifiant des mécanismes candidats à des observations expérimentales qui contraignent ces mécanismes.