Pour le cerveau, se représenter mentalement un mouvement, c’est presque comme le réaliser (photo : vectorfusionart/Shutterstock)

L’imagerie motrice, une technique au service des sportifs et des personnes paralysées

Pour le cerveau, se représenter mentalement un mouvement, c’est presque comme le réaliser. S’appuyant sur cette aptitude, des chercheurs, des médecins et des coachs ont mis au point des programmes d’entraînement pour des sportifs de haut niveau et des personnes tétraplégiques.

Accepteriez-vous de vous prêter à un petit exercice ? Rien de bien compliqué, rassurez-vous ! Remémorez-vous un geste sportif que vous maîtrisez bien. Visualisez chaque phase du mouvement, le plus précisément possible, et cherchez à vous rappeler les sensations qui y sont associées, comme si vous étiez en train de le réaliser réellement. Vous y êtes ? Vous venez d’expérimenter un processus appelé «imagerie motrice». Si nous sommes nombreux à l’utiliser de manière plus ou moins consciente au quotidien, cette technique fait aussi partie de l’entrainement des sportifs de haut niveau.

L’imagerie motrice permet ainsi, au même titre que la pratique physique, une modification et une réorganisation des connexions au sein du cerveau – ce qu’on appelle couramment la « plasticité cérébrale ».

 

La préparation mentale est devenue un facteur déterminant dans la course à la performance sportive, et l’imagerie motrice y occupe désormais une place essentielle. C’est aussi, depuis quelques années, le terrain de recherche d’une équipe du Laboratoire interuniversitaire de biologie de la motricité (LIBM). Comment le simple fait d’imaginer un mouvement peut-il avoir un impact sur sa réalisation ? «La technique de l’imagerie motrice repose sur le concept d’équivalence neurofonctionnelle», explique Aymeric Guillot, enseignant-chercheur au sein de l’équipe (lire l’encadré ci-dessous). De quoi s’agit-il ? «Quand nous réalisons un geste, certaines zones du cerveau s’activent. Lorsque nous imaginons ce même mouvement sans le réaliser conjointement, une grande partie de ces régions est communément activée (malgré quelques spécificités liées à chaque condition). En outre, la connectivité fonctionnelle entre ces régions d’intérêt est comparable.»  L’imagerie motrice permet ainsi, au même titre que la pratique physique, une modification et une réorganisation des connexions au sein du cerveau – ce qu’on appelle couramment la « plasticité cérébrale ». C’est pourquoi les sportifs l’utilisent pour faciliter l’apprentissage d’un nouveau geste, en perfectionner son exécution ou en corriger un aspect technique.

Équivalence neurofonctionnelle : pour le cerveau, imaginer, c’est bouger !

Equivalence neurofonctionnelle (Hanakawa et al., 2002)Imaginer un mouvement active majoritairement les mêmes régions cérébrales que si on le réalisait : c’est le principe d’équivalence neurofonctionnelle. La figure illustre ici les régions activées lors de l’imagerie motrice et lors du mouvement réel, puis la comparaison des deux situations. En bleu foncé sont illustrées les activations communes à l’imagerie et au mouvement. Parmi les régions activées dans les deux situations, les aires motrices primaires (cortex moteur primaire) et associatives (cortex prémoteur et aire motrice supplémentaire) sont des parties du cerveau connues pour être impliquées dans l’élaboration de la commande motrice destinée à ordonner la contraction des muscles. Fait notable, elles sont fortement actives durant l’imagerie (notamment les aires associatives) malgré l’absence de réalisation motrice concomitante. Il est intéressant de noter que des zones similaires sont également activées lorsque nous observons quelqu’un réaliser un mouvement ou bien lorsque nous verbalisons une action motrice.

 

Voilà pour le principe. Mais comment pratiquer l’imagerie motrice de manière efficace ? «Il ne suffit pas d’imaginer pour transformer, prévient Aymeric Guillot. Cette technique nécessite une rigueur et un contrôle permanents.» A partir de ses travaux de recherche, l’équipe du LIBM a édicté des règles et des consignes en fonction de l’objectif poursuivi. Si l’on vise, par exemple, le perfectionnement technique, il faudra respecter les caractéristiques temporelles du mouvement : imaginer faire une roulade avant doit prendre le même temps que si on l’effectuait réellement. Par ailleurs, l’imagerie motrice est d’autant plus efficace qu’elle est réalisée dans une position proche de la réalité : être debout en tenant votre raquette si vous voulez travailler votre coup droit au tennis, par exemple. Autre préconisation : se concentrer sur ses sensations, comme le déplacement du bras lors du coup droit. Enfin, il semblerait que le niveau de pratique ainsi que la capacité à imaginer parfaitement le mouvement aient un impact sur la qualité du travail mental : à ce petit jeu, Roger Federer sera théoriquement plus efficace que vous. Pour autant, «chacun doit rester son propre modèle et sortir de l’imitation du mouvement idéal, qui ne nous correspond pas nécessairement», précise Aymeric Guillot. Face à cet exercice, nous ne sommes pas égaux : à partir de l’analyse qualitative de la séance, les chercheurs identifient ainsi de «bons» et de «mauvais» imageurs (lire l’encadré ci-dessous).

Tous égaux face à l’imagerie ?

L’aptitude à se représenter mentalement un mouvement n’est pas la même chez tous les individus. Les «bons» imageurs sont capables de produire une image plus nette de l’action et n’auront pas de difficultés à convoquer les sensations physiques associées au mouvement durant l’imagerie. Les chercheurs distinguent les bons des mauvais imageurs grâce à des questionnaires dans lesquels les imageurs rapportent la qualité de l’image produite sur une échelle chiffrée. De manière plus objective, on retrouve chez les bons imageurs une plus grande équivalence neurofonctionnelle :  les régions cérébrales activées durant l’imagerie sont plus proches de celles activées lors du mouvement, comparativement aux mauvais imageurs. Fort heureusement, les capacités d’imagerie peuvent être améliorées rapidement grâce à l’entraînement.

 

Dans ces conditions, l’imagerie motrice pourrait-elle remplacer la pratique physique ? «Il ne faut pas raisonner en termes de substitution, sauf en cas de blessure ou de surentraînement, mais davantage en termes de complémentarité», prévient Aymeric Guillot. En effet, si la pratique mentale permet de travailler certains gestes spécifiques, la pratique physique reste le moyen le plus efficace de s’améliorer. L’entraînement par imagerie motrice étant facile à mettre en place et ne nécessitant aucun coût énergétique, il permet aux sportifs de compléter et de «booster» leurs performances tout en évitant le surentraînement. Voire de continuer à s’entraîner lorsqu’ils sont blessés.

Accompagner le sportif de haut-niveau blessé tout au long de sa remise en condition physique et lui permettre d’optimiser sa convalescence et la reprise de son entraînement.

 

La blessure et l’arrêt de la pratique qui en découle font partie de la vie du sportif du haut-niveau. Elle se traduit par une diminution des performances et une perte des capacités physiques, mais aussi par des états psychologiques négatifs : dépression, peur de ne pas retrouver son niveau, anxiété de se blesser à nouveau. Claire Calmels, chercheuse du laboratoire Sport, Expertise, Performance de l’Insep (le centre national des sportifs de haut niveau), propose aux sportifs blessés un protocole faisant appel à des techniques de simulation motrice, dont l’imagerie fait partie : «Il s’agit d’accompagner le sportif de haut-niveau blessé tout au long de sa remise en condition physique et de lui permettre d’optimiser sa convalescence et la reprise de son entraînement.»

Le sportif blessé est privé des sensations liées à sa pratique. La simulation motrice, en activant les régions cérébrales habituellement sollicitées, permet d’entretenir la faculté à percevoir et à traiter ces différentes informations (lire l’encadré). Le sportif peut ainsi se réapproprier les gestes élémentaires de sa pratique, maintenir son niveau d’habileté technique mais aussi entretenir sa capacité à prédire les mouvements d’autrui. Pour cela, la chercheuse souligne l’intérêt d’effectuer un travail en collaboration avec le staff médical tout en tenant compte de l’état psychologique de l’athlète au regard de sa blessure. « Le programme d’accompagnement individualisé de simulation motrice doit être construit avec le sujet blessé », précise-t-elle. En outre, le travail par imagerie peut être intégré très tôt dans le processus de rééducation, contribuant ainsi à une meilleure récupération fonctionnelle et à un retour à la pratique parfois plus rapide.

Imaginer pour percevoir

Tenerife, Spain, September 28, 2018: French basketball player Helena Ciak in action during basketball match BELGIUM vs FRANCE at Santiago Martin Arena. Michele MorroneLorsque nous avons l’intention de réaliser un geste, nous traitons un ensemble d’informations sensorielles sur l’environnement et notre propre corps. Par exemple, lorsque je m’apprête à faire un lancer franc au basket, je suis capable de déterminer la hauteur du panier mais aussi la position de mon corps. Ces informations sont intégrées afin de produire une commande motrice appropriée pour l’exécution du geste. Ces informations seront disponibles pendant et après la réalisation du mouvement. En cas d’inactivité prolongée, nous sommes privés de la possibilité de percevoir ces informations sensorielles durant notre pratique. Cela dégrade les représentations dont on dispose sur nos gestes et ainsi notre capacité à les réaliser efficacement. Avec l’imagerie motrice, nous collectons et intégrons ces mêmes informations, dans le but de construire une commande motrice associée, comme si nous allions réaliser le mouvement. Néanmoins, un processus d’inhibition motrice est actif pour éviter que la représentation mentale ne débouche sur l’exécution du geste. Dès lors, l’imagination permet de continuer à percevoir les sensations habituellement liées à la pratique et ainsi d’entretenir les représentations de nos gestes.

 

Enfin, l’imagerie motrice peut se révéler utile dans la quête d’un autre type de performance motrice.  Il existe en effet des sportifs blessés pas comme les autres. Eux aussi sont privés de pratique physique, mais leurs terrains d’entraînement sont les services de rééducation, et la performance recherchée est tout autre : pouvoir marcher normalement ou bien saisir un objet de manière fluide. Et si imaginer pouvait aider les patients paralysés à recouvrer leurs fonctions motrices ? C’est la question à laquelle Sébastien Mateo cherche à répondre depuis plus de cinq ans. Professeur de sport de formation, il est devenu kinésithérapeute avant de préparer un doctorat en neurosciences. Aujourd’hui, il mène une double activité de soin et de recherche à l’hôpital Henry-Gabrielle et au CRNL (équipe ImpAct). «Les difficultés quotidiennes que rencontrent les patients guident directement les objectifs de mes travaux de recherche», assure-t-il. Dans ses travaux de thèse, il a montré l’intérêt de l’imagerie motrice pour améliorer la préhension chez des patients tétraplégiques.

Chez un sujet tétraplégique, s’entraîner à imaginer un mouvement en complément d’une rééducation kinésithérapeutique améliore considérablement les facultés de préhension.

 

Les patients auxquels s’intéresse Sébastien Mateo souffrent d’une lésion de la moelle épinière au niveau cervical. Cette lésion a entre autres pour conséquence une paralysie plus ou moins importante des membres supérieurs, ce qui détériore leurs capacités à saisir et manipuler un objet. Dès lors, les patients utilisent des stratégies compensatoires qui font intervenir majoritairement l’articulation de l’épaule et construisent une nouvelle forme de préhension (on parle de « prise ténodèse ».) L’imagerie motrice permettrait d’améliorer l’efficacité de ces stratégies compensatoires, notamment en réduisant l’activation parasite des régions cérébrales dont l’activité est anormalement augmentée après tétraplégie. Ainsi, s’entraîner à imaginer un mouvement en complément d’une rééducation kinésithérapeutique améliore considérablement les facultés de préhension, «une préoccupation majeure dans la vie quotidienne des patients».

Fort de ces premières découvertes, Sébastien Mateo a lancé en 2017 un projet de recherche clinique incluant une vingtaine de patients tétraplégiques dans les CHU de Lyon et de Montpellier. Les patients suivent des séances d’entraînement par imagerie motrice trois fois par semaine pendant cinq semaines. Notre chercheur-kiné étudie la qualité de la préhension avant et après le protocole, mais aussi deux mois après la fin des entraînements pour mesurer la stabilité des effets. Tout laisse à penser que les résultats permettront de valider l’utilisation de l’imagerie motrice pour réapprendre à saisir et manipuler des objets.

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Chercheur(s)

Aymeric Guillot

Enseignant à l’université Claude-Bernard Lyon 1, chercheur au laboratoire interuniversitaire de biologie de la motricité (LIBM), il effectue des recherches sur l’effet de l’imagerie motrice sur la performance et la réhabilitation.

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Sébastien Mateo

Post-doctorant, docteur en neurosciences et masseur-kinésithérapeute à l’hôpital Henry-Gabrielle (HCL), partage la moitié de son temps entre la rééducation à l’hôpital et la recherche. Il collabore aussi au Centre de recherche en neurosciences de Lyon (CRNL). Thèmes de recherche : imagerie motrice et rééducation neurologique, plasticité cérébrale et interfaces cerveau machine, contrôle moteur et stimulation électrique fonctionnelle.

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Laboratoire

Centre de recherche en neurosciences de Lyon (CRNL)

Le CNRL rassemble 14 équipes pluridisciplinaires appartenant à l’Inserm, au CNRS et à l’Université Lyon. Elles travaillent sur le substrat neuronal et moléculaire des fonctions cérébrales, des processus sensoriels et moteurs jusqu'à la cognition. L’objectif est de relier les différents niveaux de compréhension du cerveau et de renforcer les échanges entre avancées conceptuelles fondamentales et défis cliniques.

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