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Étude de la représentation mentale de trajets locomoteurs: l'exemple de l'escalade sportive
L’atudyse
du mouvement
valeurs des coefficients de correlation revele une diminution signiticative du <
l&de de la reprkentation mentale de trajets locomoteurs : I’exemple de l’escalade sportive* S Vieilledentr,
G Dietrich’, A Berthoz2
’ Laboraroire Mouvement, acrlon et performance, dtfpartement Recherche, INSEP. II, av du Tremblay, 75012 Paris ; 2 LPPA, CNRS-Coll?ge de Frunce, 15, rue de l’~c~ile-de-M~decine, 75270 Paris cedex 06
I1 est frequent de constater que le trajet est execute reellement et qu’il est Cgalement prk&ddC d’une phase de repetition mentale pendant laquelle le sportif imagine et simule le mouvement qu’il va devoir realiser. En escalade, la p&ode d’isolement est le moment privilegie de cet acte de representation mentale de la voie de competition et des mouvements qu’elle exigera.
complexe
en situation
33s
Nous nous interessons a I’Ctude de la construction de trajectoires reelles ou simulees dans le cadre d’une t&he de locomotion sur support vertical. Ce type de tkhe implique une integration spatiale et temporelle du trajet locomoteur [2, 31 et la mise en jeu de synergies musculaires en rapport avec le deplacement B effectuer. De plus, la representation cognitive d’un mouvement de locomotion verticale et sa simulation pourraient induire des ccmouvements d’accompagnement >>du centre de gravite et des segments corporels. En effet, il a CtC montrt l’existence d’une activation motrice sortante d&s que les sujets se r&&rent a l’imagination d’un mouvement pour l’expliquer verbalement [I]. Ces mouvements d’accompagnement, produits en imagination, ne sont pas parfaitement identiques aux mouvements reels et les sujets peuvent les effectuer de facons varites (dessin avec l’index de la forme globale, reproduction mimee des mouvements reels, utilisation d’autres parties du corps lorsque les mouvements des mains sont limit&s). Les leg&es differences enregistrees renforcent l’idte de la complexite des liens entre mouvement reel et mouvement simule. Nous considerons que la cintmatique du centre de gravite est un indicateur de la representation cognitive du trajet locomoteur ainsi que de sa simulation. Nous formulons l’hypothese que, si tel est le cas, l’organisation spatiale et temporelle de la trajectoire du centre de gravite devrait posseder des caracteristiques communes pour le mouvement reel, pour le XCmouvement d’accompagnement >>produit lorsque le sujet simule le mouvement et pour un mouvement volontaire de representation graphique de cette trajectoire. Nous faisons Cgalement l’hypothese que la representation cognitive du trajet locomoteur se construit au tours de l’apprentissage. Par consequent, le couplage entre les donnkes enregistrees pour le mouvement reel, pour le mouvement simule et le mouvement dessine serait plus p&is chez les experts que chez les non-experts. Les sujets, au nombre de 20, sont des grimpeurs experts (dix sujets) et des non-experts (dix sujets). La t&he consiste a effectuer un trajet locomoteur quadrupedique sur support vertical de type mur d’escalade. Le mouvement sera soit r&alist! par le sujet (condition MR), soit simule (condition MS), soit represend graphiquement sur table a digitaliser (condition MG). L’experience se deroule sur deux trajets verticaux correspondant a des contraintes locomotrices tlevees (cotation 6b). Les sujets effectuent dix repetitions dans chaque condition expCrimentale aprk avoir observe les trajets pendant 3 minutes saris grimper. Le m&me protocole expkrimental est applique pour les deux groupes de sujets (experts et non-experts).
Les variables expkimentales retenues sont : - le temps : les d&ours temporels des deplacement du centre *Cette recherche est effectuee en collaboration francaise de montagne et d’escalade.
avec la Federation
34s
L’analyse
du mouvement
de gravite sur I’axe transversal (X) sent compares pour les trois conditions experimentales. En fonction de nos hypothtses, now nous attendons a ce qu’il existe des rapports constants entre les d&ours temporels des trois conditions chez les experts ; - le contenu frequentiel du signal : apres normalisation des durees des d&placements du centre de gravite sur I’axe transversal pour les trois conditions, une analyse comparative du contenu frequentiel du signal est effectute. Si nos hypotheses se verifient, le contenu Mquentiel du signal devrait &tre identique pour les trois conditions chez les experts et different pour les non experts. Les premiers resultats des grimpeurs experts indiquent : - l’existence d’une similitude du point de vue frequentiel entre mouvement reel et simule ; - une reduction temporelle systematique et constante du mouvement simule par rapport au mouvement reel ; - une tendance ?Iocculter les phases statiques du mouvement reel et a ne simuler que les phases dynamiques. 1 Atmett .I.On knowing how to do things. In: Heuer H, Fromm C, eds. Generationandmodulation ofactionpatterns. Berlin: Springer, 1986 2 Decety .I,Jeannerod M, Prablanc C. The timing of mentally represented actions. Bekzv Brain Res 1989;34:35-42 3 Decety J. Motor information may be important for updating the cog&e processes involved inwmental-imagery of movement. Eur Bull Cogn Psycho1 1991;11:415-26
Analyse cikmatique P Galloux’,
du cheval21 l’obstacle
E Barrey*
‘&Cole nationale d’&quitation, Terrefort, BP 207, 49400 Saumur ‘Centre INRA-Jouy, station de gPnt%que quantitative. unite’ Cheval. 78352 Jouy-en-Josas
;
Si l’etude cintmatique du mouvement de l’athlete est desormais courante, denombreuses difficult& existent encore lorsque l’on Ctudie le cheval. Les premiers travaux ont surtout concern6 le trotteur, car il utilise facilement le tapis roulant au sein d’un veritable studio de television. Le systeme le plus recent (ENV Alfort) permet toutefois d’enregistrer et de traiter quelques foultes en lumihe reelle en 3D. Les etudes du cheval a l’obstacle demandent un grand terrain et des prises de vue exterieures, aussi elles se limitent gCnCralement a une analyse des trajectoires. L’objet de cette presentation est de d&ire comment et avec quelle precision il est possible d’ttudier la mecanique du saut d’obstacle. Chevaux Une des premieres difficultes est de choisir un lot de chevaux homogene monte par un nombre reduit de cavaliers. Les robes doivent &tre foncees et les marqueurs (disque de 25 mm de diamttre) places sur les articulations a I’exception des
complexe
en situation
naseaux, du coude et du grasset ; ces deux demiers sont cala I’issue a partir des longueurs des segments jointifs. Un seul cbte est Cquipt mais les quatre sabots sont rep&es. L’echauffement reste individualis? CUES
Prise de vue La camera est une S-VHS a 2.5 images secondes mais toutes les trames sont utilisees. Le dispositif de c>camera per-met de suivre le cheval sur cinq foulees avant et deux apres I’obstacle. Des rep&-es au sol horizontaux (espaces de 2 m) et verticaux (fiches de 2 x 1 m) servent d’echelle de mesure pour chaque foulee. Un couloir oblige le cheval a garder une trajectoire centree sur l’obstacle et rectiligne, une camera de face controle la rectitude. La camera est montee sur un pied hydraulique et situ6 a 40 m sur la ligne de l’obstacle, le champ est centrt sur le cheval et le film sous-expose. Analyse du film Le film est trait6 sur le TrackEye@ System, materiel sutdois, utilise en mode semi-automatique, 80 % environ des points sont rtcuperes automatiquement. Le systeme est gene par leur disparite (point rep&e en translation, point lent et uniforme comme le garrot ou en aller et retour comme les sabots. Un saut comprend environ 230 images a 26 points chacune, un traitement nkessite 3 a 4 heures. Traitement des don&es Les positions sont prealablement filtrees (ordre 1, Fc 22 Hz) Pour chaque segment, les angles sont calcules par rapport a l’horizontale, puis sommes pour chaque articulation. Les vitesses lineaires et angulaires sont calcultes sur deux intervalles de temps. La masse et la position des centres de masse de chaque segment sont dorm&es dans des tables en fonction des longueurs des segments et de la masse totale. En l’absence de dorm&es sur les moments d’inertie, une modelisation cylindrique des segments est effectute a partir de la longueur reelle du segment et du rayon, fonction de la masse et de la densite. Cette approche considere dans un m&me segment tronc, tpaules, bras et hanches, n’isolant que les cuisses, et ne peut tenir compte de la flexion du torse que par son raccourcissement. Calcul statistique Afin de comparer les chevaux, un rttchantillonnage stquenct des foulees et du saut est effectut par une fonction cubique spline. Pour I’etude de l’abord, chaque foulee est resynchronisee lors du poser du posterieur gauche, puis pour celle du saut en distinguant foul&e d’appel, decollage, planer, reception, reprise, et separe par les impacts des anterieurs et des posterieurs. Le rapport temporel entre les differentes phases est respect& Les courbes moyennes des Cchantillons peuvent etre calculees aistment ainsi que les intercorrtlations. Calcul de mtkanique Tous les calculs habituels sont alors accessibles, comme
du mouvement
valeurs des coefficients de correlation revele une diminution signiticative du <
l&de de la reprkentation mentale de trajets locomoteurs : I’exemple de l’escalade sportive* S Vieilledentr,
G Dietrich’, A Berthoz2
’ Laboraroire Mouvement, acrlon et performance, dtfpartement Recherche, INSEP. II, av du Tremblay, 75012 Paris ; 2 LPPA, CNRS-Coll?ge de Frunce, 15, rue de l’~c~ile-de-M~decine, 75270 Paris cedex 06
I1 est frequent de constater que le trajet est execute reellement et qu’il est Cgalement prk&ddC d’une phase de repetition mentale pendant laquelle le sportif imagine et simule le mouvement qu’il va devoir realiser. En escalade, la p&ode d’isolement est le moment privilegie de cet acte de representation mentale de la voie de competition et des mouvements qu’elle exigera.
complexe
en situation
33s
Nous nous interessons a I’Ctude de la construction de trajectoires reelles ou simulees dans le cadre d’une t&he de locomotion sur support vertical. Ce type de tkhe implique une integration spatiale et temporelle du trajet locomoteur [2, 31 et la mise en jeu de synergies musculaires en rapport avec le deplacement B effectuer. De plus, la representation cognitive d’un mouvement de locomotion verticale et sa simulation pourraient induire des ccmouvements d’accompagnement >>du centre de gravite et des segments corporels. En effet, il a CtC montrt l’existence d’une activation motrice sortante d&s que les sujets se r&&rent a l’imagination d’un mouvement pour l’expliquer verbalement [I]. Ces mouvements d’accompagnement, produits en imagination, ne sont pas parfaitement identiques aux mouvements reels et les sujets peuvent les effectuer de facons varites (dessin avec l’index de la forme globale, reproduction mimee des mouvements reels, utilisation d’autres parties du corps lorsque les mouvements des mains sont limit&s). Les leg&es differences enregistrees renforcent l’idte de la complexite des liens entre mouvement reel et mouvement simule. Nous considerons que la cintmatique du centre de gravite est un indicateur de la representation cognitive du trajet locomoteur ainsi que de sa simulation. Nous formulons l’hypothese que, si tel est le cas, l’organisation spatiale et temporelle de la trajectoire du centre de gravite devrait posseder des caracteristiques communes pour le mouvement reel, pour le XCmouvement d’accompagnement >>produit lorsque le sujet simule le mouvement et pour un mouvement volontaire de representation graphique de cette trajectoire. Nous faisons Cgalement l’hypothese que la representation cognitive du trajet locomoteur se construit au tours de l’apprentissage. Par consequent, le couplage entre les donnkes enregistrees pour le mouvement reel, pour le mouvement simule et le mouvement dessine serait plus p&is chez les experts que chez les non-experts. Les sujets, au nombre de 20, sont des grimpeurs experts (dix sujets) et des non-experts (dix sujets). La t&he consiste a effectuer un trajet locomoteur quadrupedique sur support vertical de type mur d’escalade. Le mouvement sera soit r&alist! par le sujet (condition MR), soit simule (condition MS), soit represend graphiquement sur table a digitaliser (condition MG). L’experience se deroule sur deux trajets verticaux correspondant a des contraintes locomotrices tlevees (cotation 6b). Les sujets effectuent dix repetitions dans chaque condition expCrimentale aprk avoir observe les trajets pendant 3 minutes saris grimper. Le m&me protocole expkrimental est applique pour les deux groupes de sujets (experts et non-experts).
Les variables expkimentales retenues sont : - le temps : les d&ours temporels des deplacement du centre *Cette recherche est effectuee en collaboration francaise de montagne et d’escalade.
avec la Federation
34s
L’analyse
du mouvement
de gravite sur I’axe transversal (X) sent compares pour les trois conditions experimentales. En fonction de nos hypothtses, now nous attendons a ce qu’il existe des rapports constants entre les d&ours temporels des trois conditions chez les experts ; - le contenu frequentiel du signal : apres normalisation des durees des d&placements du centre de gravite sur I’axe transversal pour les trois conditions, une analyse comparative du contenu frequentiel du signal est effectute. Si nos hypotheses se verifient, le contenu Mquentiel du signal devrait &tre identique pour les trois conditions chez les experts et different pour les non experts. Les premiers resultats des grimpeurs experts indiquent : - l’existence d’une similitude du point de vue frequentiel entre mouvement reel et simule ; - une reduction temporelle systematique et constante du mouvement simule par rapport au mouvement reel ; - une tendance ?Iocculter les phases statiques du mouvement reel et a ne simuler que les phases dynamiques. 1 Atmett .I.On knowing how to do things. In: Heuer H, Fromm C, eds. Generationandmodulation ofactionpatterns. Berlin: Springer, 1986 2 Decety .I,Jeannerod M, Prablanc C. The timing of mentally represented actions. Bekzv Brain Res 1989;34:35-42 3 Decety J. Motor information may be important for updating the cog&e processes involved inwmental-imagery of movement. Eur Bull Cogn Psycho1 1991;11:415-26
Analyse cikmatique P Galloux’,
du cheval21 l’obstacle
E Barrey*
‘&Cole nationale d’&quitation, Terrefort, BP 207, 49400 Saumur ‘Centre INRA-Jouy, station de gPnt%que quantitative. unite’ Cheval. 78352 Jouy-en-Josas
;
Si l’etude cintmatique du mouvement de l’athlete est desormais courante, denombreuses difficult& existent encore lorsque l’on Ctudie le cheval. Les premiers travaux ont surtout concern6 le trotteur, car il utilise facilement le tapis roulant au sein d’un veritable studio de television. Le systeme le plus recent (ENV Alfort) permet toutefois d’enregistrer et de traiter quelques foultes en lumihe reelle en 3D. Les etudes du cheval a l’obstacle demandent un grand terrain et des prises de vue exterieures, aussi elles se limitent gCnCralement a une analyse des trajectoires. L’objet de cette presentation est de d&ire comment et avec quelle precision il est possible d’ttudier la mecanique du saut d’obstacle. Chevaux Une des premieres difficultes est de choisir un lot de chevaux homogene monte par un nombre reduit de cavaliers. Les robes doivent &tre foncees et les marqueurs (disque de 25 mm de diamttre) places sur les articulations a I’exception des
complexe
en situation
naseaux, du coude et du grasset ; ces deux demiers sont cala I’issue a partir des longueurs des segments jointifs. Un seul cbte est Cquipt mais les quatre sabots sont rep&es. L’echauffement reste individualis? CUES
Prise de vue La camera est une S-VHS a 2.5 images secondes mais toutes les trames sont utilisees. Le dispositif de c