La production de l’appui digital en « precision-grip » est-elle altérée chez des enfants atteints de troubles de l’écriture ?

Résumé
Afin d’évaluer un éventuel déficit de la prise digitale chez les enfants atteints de trouble de l’écriture, nous développons une tâche permettant d’évaluer la force digitale (pince pouce – index) et la fréquence d’appui digitale chez des enfants sains (groupe contrôle) et d’autres atteints de trouble de l’écriture (groupe test). Les résultats montrent que la force n’est pas statistiquement différente entre les deux groupes, par contre la fréquence est plus élevée pour le groupe contrôle. Ainsi, les enfants ayant des troubles de l’écriture ont une difficulté de commande fréquentielle et non de production de force. De plus, les variables de force et de fréquence ont une co-variation négative et significative pour le groupe contrôle et positive et non significative pour le groupe test. Ceci nous indique que le système de régulation du couplage force – fréquence (qui a tendance à co-varier inversement dans notre tâche) est régulé de façon moins adaptée chez les enfants ayant des troubles de l’écriture. Ainsi, le groupe contrôle bénéficie d’une coordination plus adaptée entre les commandes de force et de fréquence d’appui digital.

L’observation fréquente chez l’enfant d’une association entre un trouble de l’écriture et une difficulté à développer une prise digitale efficace nous a permis de nous interroger sur une possible interaction entre difficulté de préhension digitale et dysgraphie.

Les 2 types de préhensions d’objets : « precision-grip » versus « power grip »
Il faut en premier lieu distinguer la préhension dite de précision (prise digitale précise avec les doigts ou « precision-grip ») et la préhension puissante (prise palmaire d’un objet ou « power-grip »). Exercer une préhension digitale lors de l’acte d’écriture nécessiterait une prise intermédiaire puisque le stylo est tenu avec les doigts et repose sur la main mais est en général assimilée à une prise digitale de précision. La différence entre ces 2 types de préhension a été par exemple révélée par l’activation cérébrale (Ehrsson et coll., 2000). La prise digitale précise active plus d’aires corticales (cortex primaire, aire prémotrice et pariétale) et ceci bilatéralement que la prise manuelle puissante qui active le cortex moteur primaire controlatéral à la main utilisée.

Interdépendance entre le « load » et le « grip » dans la prise digitale précise
Le « load » est dépendant de l’accélération de l’objet tenu. Lors d’une prise digitale précise d’un objet ce dernier qui est déplacé verticalement ou horizontalement est à l’origine de la production de forces inertielles appelées force de « load ». Les fluctuations des paramètres du mouvement du bras (vitesse, amplitude, accélération) font varier les conditions inertielles de l’objet tenu. Ainsi à une augmentation de l’accélération de déplacement du bras coïncide une augmentation de production de « load ». En conséquence à une accélération de l’objet il y a augmentation de la production de « load » et le sujet se doit alors d’augmenter le « grip » afin d’éviter de faire tomber l’objet tenu.

Modèle interne de la prise digitale précise
Lorsqu’au cours d’une tâche de soulèvement d’objet on fait varier subitement la texture de l’objet (surface lisse pouvant faire lâcher l’objet tenu) les participants s’adaptent au bout d’un essai. Les auteurs concluent que la coordination des forces au soulèvement d’objet est basée sur une ou des mémoires sensorimotrices qui représentent les propriétés physiques des objets et des commandes motrices appropriées aux paramètres d’amplitudes. Ces mémoires ou modèles internes seraient donc mises à jour chaque fois que des commandes motrices inappropriées sont générées à partir d’informations erronées résultants d’évènements mécaniques inattendus comme une glissade.

Développement du couplage « grip-load » chez l’enfant
Concernant le développement de la prise digitale chez l’enfant, différentes études montrent que le niveau de force produit augmente avec l’âge, que les erreurs de pression digitale allant dans le sens d’une surproduction de force lors d’une poursuite de cible baisse avec l’âge, que le niveau de relâchement de la prise digitale baisse avec l’âge, et que la vitesse de production de la force digitale se régularise plus tôt que son amplitude.

Développement du couplage « grip-load » chez des enfants atteints de troubles de la coordination
Différentes études rendent compte de la spécificité chez des enfants atteints de troubles de la coordination motrice de la coordination entre les forces de prise digitale et des forces inertielles lors d’une tache de mouvement d’objet tenu avec les doigts. Ainsi les enfants ayant un trouble de la coordination motrice montrent un allongement de la phase initiale coordonnée entre « grip » et « load », une production de force de « grip » plus importante et une marge de sécurité du « grip » plus importante par rapport au groupe contrôle.

Relation entre trouble de l’écriture et la prise digitale de précision
Une étude de Serrien et coll. (2000) qui porte sur des adultes atteints de crampe de l’écrivain comparés à des sujets sains testés lors d’une tache de dessin libre perturbée par des vibrations tendineuses et des changements de poids de l’objet tenu montre que les patients produisent plus de force digitale lors des perturbations et ceci pour les 2 mains. Les auteurs concluent à ce qu’il existerait dans les cas de dystonie distale un déficit d’intégration sensorimotrice bilatérale permettant de réguler la force digitale de sortie durant les activités de manipulation.

Paradigme et protocole expérimental
Nous utiliserons un capteur de pression FSR (Force Sensing Resistor) relié à un convertisseur analogique-numérique (Pico Technologie®) lui-même relié à un ordinateur. Le logiciel de mesure (Pico Technologie®) nous permet de visualiser la courbe de pression et de relever les variables mesurées.

Population
Deux groupes formés d’enfants sont testés et seront comparés dans leur performance. Un groupe d’enfants sans troubles psychomoteurs (groupe contrôle) et un groupe d’enfants développant des troubles de l’écriture (groupe test).

Variables mesurées et hypothèses
Nous mesurons 2 variables : la force maximale (FMax) exprimée en Newton et la fréquence maximale (FréqMax) exprimée en Hertz. Notre hypothèse est de penser que ces deux variables pourraient être mieux coordonnées par le groupe contrôle.

Résultats :
Concernant la variable ForceMax, les deux groupes ne sont pas statistiquement différents. Concernant la variable FréqMax, les deux groupes sont statistiquement différents, vérifiant l’hypothèse de départ.

Perspectives
Après avoir étudié des variables de force et de fréquence d’appui digitale, nous espérons en perspective de ce travail évaluer l’aspect prédictif de l’agrippement digital chez des enfants sains et d’autres atteints de troubles de l’écriture. Ainsi notre prochaine étude concernera spécifiquement des enfants développant une difficulté de prise digitale avec présence d’aspect hypertonique ou de difficulté de régulation tonique distale.

Conclusion
La présente recherche pose la question suivante : les enfants atteints de trouble de l’écriture ont-ils un déficit de production de prise digitale de précision ? Les résultats montrent que la variable fréquence est plus élevée pour le groupe contrôle, indiquant que les enfants ayant des troubles de l’écriture privilégient la production de force au dépend de la fréquence.

Bibliographie :
Bibliographie Andersen R.A. & Buneo C.A. (2002). Intentional maps in posterior parietal cortex. Annual Review of Neurosciences, 25, 189-220. Blank R., Breitenbach A., Nitschke M., Heizer W., Letzgus S. & Hermsdörfer J. (2001). Human development of grip force modulation relating to cyclic movement-induced inertial loads. Experimental brain research, 138(2), 193-199. Brochier T., Boudreau M.J., Paré M. & Smith A. M. (1999). The effects of muscimol inactivation of small regions of motor and somatosensory cortex on independent finger movements and force control in the precision grip. Experimental Brain Research, 128, 31–40. Cole K. J. &. Abbs J. H. (1988). Grip force adjustments evoked by load force perturbations of a grasped object. Journal of Neurophysiology, 60 (4), 1513-1522. Descoins M., Danion F. & Bootsma R.J. (2006). Predictive control of grip force when moving object with an elastic load applied on the arm. Experimental Brain Research, 172 (3), 331- 342. Ehrsson H.H., Fagergren A., Jonsson T., Westling G., Johansson R.S. & Forssberg H. (2000). Cortical activity in precision- versus power-grip tasks: an fMRI study. Journal of Neurophysiology, 85, 528-536. Ehrsson H.H., Fagergren A., Johansson R.S. & Forssberg H. (2001). Differential frontoparietal activation depending on force used in a precision grip task: an fMRI study. Journal of Neurophysiology, 85, 2613-2623. Ehrsson H.H., Fagergren A., Johansson R.S. & Forssberg H. (2003). Evidence of the involvement of the posterior parietal cortex in coordination of fingertip forces for grasp stability in manipulation. Journal of Neurophysiology, 90, 2978-2986. Flanagan J.R. & Wing A.M. (1993). Modulation of grip force with load force during point-topoint arm movements. Experimental Brain Research, 95, 131–43. Flanagan J.R., Tresilian J. & Wing A.M. (1995). Grip force adjustments during rapid hand movements suggest that detailed movement kinematics are predicted. Behav Brain Sci, 18, 753–754. Hermsdörfer J. , Nowak D. A. , Lee A. , Rost K. , Timmann D. , Mühlau M. & Boecker H. (2005). The representation of predictive force control and internal forward models: evidence from lesion studies and brain imaging. Cognitive Processing, 6, 48-58. Johansson R.S. Sensory control of dexterous manipulation in humans (1996). In A.M. Wing, P. Haggard & J.R. Flanagan (Eds) Hand and Brain: The neurophysiology and psychology of hand movements (pp. 381-414). San Diego: Academic Press. Miall R.C., Weir D.J., Wolpert D.M. & Stein J.F. (1993). Is the cerebellum a Smith predictor? Journal of Motor Behaviour, 25 (3), 203-216. Müller, F. & Dichgans J. (1994a). Dyscoordination of pinch and lift forces during grasp in patients with cerebellar lesions. Experimental Brain Research, 101, 485–492. Odergren T., Iwasaki N., Borg J. & Forssberg H. (1996). Impaired sensory-motor integration during grasping in writer’s cramp. Brain, 119, 569–583. Oliveira M.A., Shim J.K., Loss J.F., Petersen R.D.S & Clark J.E. (2006). Effect of kinetic redundancy on hand digit control in children with DCD. Neuroscience Letters, 410, 42-46. Pereira H.S., Landgren M., Gillberg C. & Forssberg H. (2001). Parametric control of fingertip forces during precision grip lifts in children with DCD (developmental coordination disorder) and DAMP (deficits in attention motor control and perception). Neuropsychologia, 39(5), 478-488. Potter N.L., Kent R.D., Lindstrom M.J. & Lazarus J.A.C. (2006). Power and precision grip force control in three-to-five-year-old children: velocity control precedes amplitude control in development. Experimental Brain Research, 172 (2), 246-260. Serrien D.J., Burgunder J.M. & Wiesendanger M. (2000). Disturbed sensorimotor processing during control of precision grip in patients with writer’s cramp. Movement Disorders, 15 (5), 965-972. Serrien D.J. & Wiesendanger M. (1999). Grip-load force coordination in cerebellar patients. Experimental Brain Research, 128, 76-80. Smits-Engelsman B.C.M., Niemeijer A.S. & Van Galen G.P. (2001). Fine motor deficiencies in children diagnosed as DCD based on poor grapho-motor ability. Human Movement Science, 20 (1/2), 161-182. Smits-Engelsman B.C.M., Westenberg Y. & Duysens J. (2003). Development of isometric force and force control in children. Cognitive Brain Research, 17, 68-74. Wing A.M. (1996). Anticipatory control of grip force in rapid arm movement. In A.M. Wing, P. Haggard & J.R. Flanagan (Eds) Hand and brain: the neurophysiology and psychology of hand movements (pp 301–328). San Diego: Academic Press. Witney A.G., Wing A., Thonnard J.L. & Smith A.M. (2004). The cutaneous contribution to adaptive precision grip. Trends Neurosci, 27, 637-643

Comments

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *