Dynamiques comportementale et cérébrale des coordinations sensorimotrices : (in)stabilité et métastabilité

Author： Oullier Olivier Lagarde Julien Jantzen Kelly J. Kelso J. A. Scott

E-ISSN： 1760-6128|200|2|145-167

ISSN： 1295-0661

Source： Journal de la Société de Biologie, Vol.200, Iss.2, 2010-03, pp. : 145-167

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Abstract

Depuis plus de deux décennies, la théorie des systèmes dynamiques a permis de considérer sous un jour nouveau les liens entre les coordinations sensorimotrices chez l'humain et la dynamique cérébrale qui leur est associée. De multiples travaux dans des domaines aussi variés que les coordinations bimanuelles, posturales, interpersonnelles, ou encore les coordinations entre un individu et son environnement ont montré que le comportement, la cognition et le cerveau humains sont fonctionnellement sous-tendus par la théorie des systèmes dynamiques non linéaires. Dans cette revue de la littérature, nous présentons un ensemble de travaux conduits autour de la réalisation de deux patrons de coordination rythmique : la synchronisation (coordonner un mouvement sur chaque événement d'une stimulation) et la syncopation (coordonner un mouvement entre deux événements d'une stimulation). A des fréquences de mouvement supérieures à 2 Hz, la syncopation devient impossible et l'on adopte spontanément la synchronisation. Ce changement abrupt entre syncopation et synchronisation révèle une réorganisation comportementale qualifiée de transition de phase (loin de l'équilibre). Il permet l'étude opérationnelle de l'adoption spontanée (et de l'abandon) de patrons de coordination aux niveaux comportemental (cinématique) et cérébral. Les nouvelles techniques d'imagerie cérébrale fonctionnelle (EEG, MEG et IRMf) ont récemment permis de mettre en évidence la signature de cette différence de stabilité comportementale au niveau de l'activité du cerveau, et indiquent que son fonctionnement est lui aussi sous-tendu par le principe d'autoorganisation. Les liens entre dynamiques comportementale et cérébrale peuvent donc être abordés au sein d'un cadre expérimental et théorique unifié afin de mieux comprendre le caractère métastable du cerveau humain, à savoir ses propriétés d'intégration (globale) et de ségrégation (locale).