De façon globale, les résultats présentés dans cette thèse ont jeté un regard nouveau sur l’implication relative des différents mécanismes de stabilisation de la tête sur le tronc lors d’une accélération linéaire simulant un léger accident d’automobile par l’arrière. Tout d’abord, nous avons montré dans l’ensemble de nos travaux que les réponses musculaires cervicales intervenaient tôt dans la séquence des événements lors d’une accélération linéaire appliquée au tronc. Les résultats de la première étude présentée au chapitre III montrent clairement que l’accélération initiale subie par la tête des sujets suite à une accélération linaire survenait environ 20 ms après l’accélération initiale de la plateforme ce qui permettrait possiblement la mise en place du réflexe vestibulocolique dans la réponse musculaire stabilisatrice puisque celle est déclenchée 35 à 40 ms après l’accélération initiale de la tête. Ainsi, il semble que les réflexes cervico- et vestibulocolique pourraient déclencher et moduler l’amplitude des réponses musculaires lors d’une accélération brusque du corps vers l’avant. Étant donné que les activités musculaires générées par ces deux réflexes peuvent être opposées dans certaines circonstances, il serait intéressant de déterminer la contribution relative de ces deux mécanismes de stabilisation de la tête dans l’élaboration des commandes motrices cervicales lors d’études ultérieures.

Dans la seconde étude, nous avons montré que les réponses posturales cervicales étaient modifiées lors de la répétition de la même accélération linéaire. Spécifiquement, nous avons observé que, pour tous les sujets, il y avait une atténuation de l’activité électromyographique cervicale au fils des essais. Par contre, au niveau cinématique, certains sujets ont maintenu la position angulaire de leur tête stable dans l’espace au fils des essais alors que d’autres ont laissé celle-ci atteindre une plus grande amplitude de mouvement. Il apparaît possible que l’atténuation de l’activité électromyographique chez les sujets maintenant leur tête stable dans l’espace soit principalement due à une habituation d’une réponse réflexe généralisée (type «startle ») survenant lors des premières expositions à la perturbation. Cette hypothèse devra être vérifiée lors d’expérimentations futures. De façon intéressante, les résultats présentés au chapitre IV suggèrent que lors de la première perturbation, tous les sujets utilisent une même stratégie de contrôle présumément en rétro-action. Ce n’est que lors de la répétition de la même accélération linéaire que la dichotomie floppy / stiff apparaît entre les sujets. À ce moment, par contre, les sujets peuvent utiliser une stratégie mixte de contrôle de la tête sur le tronc impliquant des mécanismes en pro- et en rétro-action. Les ajustements en pro-action permettraient alors de modifier la contribution relative des différents afférents sensoriels dans l’élaboration des réponses posturales. De plus, les résultats de cette étude ont une portée générale pour l’ensemble des études visant à quantifier les réponses posturales cervicales lors d’accélérations linéaires. En effet, cette étude suggère que si le but d’une étude est de comprendre et d’étudier les réponses posturales survenant lors d’un accident automobile, les sujets ne devraient être soumis qu’à une seule accélération linéaire puisque ces réponses posturales cervicales sont modulées lors de la répétition de la même accélération linéaire. Par contre, quelques questions demeurent en suspens : i) est-ce que cette habituation est réversible? et ii) combien de temps durent cette atténuation de la réponse musculaire et cette modification de la réponse cinématique (chez les sujets dits floppy )?

Lors d’une étude subséquente, nous avons montré une atténuation des réponses électromyographiques nucales lorsque les sujets auto-initiaient une perturbation linéaire en comparaison à une situation où la perturbation est imposée au sujet. Ce résultat apparaît en contradiction avec les résultats d’études précédentes qui ont montré que les réponses posturales n’étaient pas modifiées lorsque que les sujets connaissaient le moment exact du début de la perturbation (Magnusson et al. 1999; Siegmund et al. 2003b; Siegmund et al. 2003a). Afin de réconcilier les résultats de ces études avec ceux que nous avons obtenus, il faut noter que dans notre étude, les sujets possédaient un contrôle actif sur l’initiation de la perturbation alors que dans les autres études, les sujets étaient informés par un événement externe du moment d’initiation de la perturbation. Ainsi, il est possible que les ajustements posturaux que nous avons observés soient dus à l’utilisation par le système nerveux de la commande motrice envoyée au pouce pour initier la perturbation (Simoneau et al. 2003). Il semble alors qu’afin de modifier les réponses posturales cervicales lors d’une accélération linéaire, le système nerveux requerrait des indices liés à une action motrice quelconque; ceci constituant une limitation majeure au développement d’aides technologiques pour modifier les réactions posturales lors d’un accident d’automobile.

Au cours d’études subséquentes, nous avons montré l’importance de l’information proprioceptive nucale dans l’élaboration des commandes motrices nucales lors d’accélérations linéaires alors que l’information vestibulaire ne semble pas déclencher les réponses musculaires cervicales. Les rôles spécifiques des afférents nucaux et vestibulaires dans la modulation de l’amplitude de la réponse électromyographique demeurent encore inconnus. Par contre, il semble que l’information vestibulaire joue un rôle dans l’ajustement en pro-action des réactions posturales cervicales. En effet, lorsque les sujets auto-initient la perturbation linéaire, une modification de la fréquence de décharge des afférents vestibulaires induite par un courant galvanique entraîne une augmentation des mouvements de la tête de du cou par rapport à une situation contrôle. Les résultats présentés dans cette thèse permettent ainsi de soulever l’hypothèse que l’information vestibulaire peut jouer un rôle dans la stabilisation de la tête sur le tronc lors d’une accélération linéaire appliquée au tronc, mais uniquement dans certaines circonstances. Ceci soulève plusieurs questions qui méritent une attention particulière. Si une modification de l’information vestibulaire peut moduler les réponses posturales cervicales, il est logique de s’interroger sur la possibilité de minimiser les mouvements céphaliques en appliquant une stimulation vestibulaire spécifique. En effet, Scinicariello et al. (2001) ont montré qu’il était possible de diminuer les oscillations posturales en position debout en appliquant un courant galvanique particulier. De futures études seront nécessaires afin de déterminer si ce résultat est transférable au contexte postural en position assise. Ensuite, il est de mise de s’interroger sur les interactions possibles entre les divers éléments pouvant offrir une information pertinente aux sujets avant la perturbation et l’information vestibulaire. En d’autres mots, est-ce que le résultat observé dans cette étude est limité à une interaction entre la commande motrice envoyée au pouce pour initier la perturbation et les afférents vestibulaires ou est-ce plutôt généralisable à l’utilisation de toute information concernant la perturbation pouvant modifier le contexte cognitif. Si la seconde suggestion s’avère vraie, ceci suggérerait que le système vestibulaire est particulièrement important lors de la préparation de l’état initial du système en fonction du contexte environnemental. Ainsi, le système vestibulaire pourrait ajuster les propriétés visco-élastiques des muscles nucaux avant la perturbation en fonction des informations disponibles, ce qui permettrait au système de générer des réactions posturales cervicales adéquates.

Lors de la dernière étude effectuée sur des perturbations linéaires appliquées au tronc, nous avons montré qu’une activité cognitive permettait aux sujets de modifier les réactions posturales cervicales. Ainsi, lorsque les sujets imaginaient un pointage manuel en même temps que l’accélération débutait, une augmentation de l’activité électromyographique nucale et une diminution des mouvements céphaliques furent observés. Ces résultats sont très intéressants puisqu’ils permettent de préciser deux aspects importants de la stabilisation de la tête sur le tronc. Premièrement, ces résultats suggèrent qu’une augmentation de la commande motrice envoyée aux muscles cervicaux permet de diminuer les mouvements subis par la tête et ceci lorsque les sujets furent détendus avant le début de la perturbation. Conséquemment, il est permis de proposer que la musculature cervicale peut jouer un rôle de stabilisation lors d’une accélération linéaire appliquée au tronc. En second lieu, ces résultats suggèrent qu’une activité cognitive peut influencer les réponses posturales générées par les sujets soit en augmentant le gain des réflexes posturaux ou par un contrôle cognitif des réponses posturales (de type temps de réaction). Ce résultat a des applications importantes puisqu’il est possible de modifier la contribution du contrôle cognitif lors d’une perturbation linéaire par un simple signal externe. En outre, il serait envisageable de développer des outils utilisant certains éléments de l’environnement qui permettraient aux sujets de moduler leurs réactions posturales lors d’un accident en véhicule motorisé. Aussi, puisque les facteurs cognitifs affectent les réponses musculaires lors d’une accélération soudaine du corps vers l’avant, il serait intéressant d’observer les comportements posturaux des sujets en situation de simulation de conduite automobile.

Lors des études décrites précédemment, des sujets sains furent soumis à de faibles accélérations linéaires appliquées au tronc afin de comprendre les mécanismes de contrôle de la tête sur le tronc. Afin d’éviter tout risque de blessure, l’accélération utilisée dans nos études fut faible et, par le fait même, ne représente pas les conditions nécessaires afin de causer une blessure. En effet, aucun de nos sujets n’a ressenti un quelconque malaise à la suite de nos expérimentations. Ainsi, il convient de s’interroger sur l’applicabilité de nos résultats à une situation réelle d’accident automobile où l’accélération à laquelle sont soumis les sujets peut être plusieurs fois plus grande que celle utilisée dans nos expérimentations. Comment peut-on étudier le coup du lapin si les forces auxquelles sont soumises les sujets ne sont pas comparables à celles impliquées dans un coup du lapin ? Le questionnement demeure ouvert et, à moins d’acquérir des données cinématiques et électromyographiques de réels accidents, il est permis de douter qu’un comité d’éthique permettra de soumettre des sujets à des accélérations pouvant causer une blessure. Une seconde limitation des études présentées ici est que nous avons toujours enregistré l’activité de grands muscles superficiels du rachis cervical. D’autres muscles que ceux étudiés ici, plus particulièrement les muscles profonds du rachis cervical, permettent une stabilisation de la tête sur le tronc. Afin d’enregistrer l’activité de ces muscles, il faudrait utiliser des techniques d’électromyographies intramusculaires. Une troisième limitation de nos études constitue la population étudiée. En effet, tous les sujets étudiés furent de jeunes adultes en santé, sans problème musculosqueletique connu. Ainsi, les résultats obtenus ne sont pas généralisables à l’ensemble de la population. Il serait effectivement intéressant de vérifier comment des sujets âgés ou présentant une pathologie neurologique (déafférentation, lésion de la moelle épinière) se comporteraient lors d’une accélération linéaire comparable à celle utilisée dans nos études. Enfin, une autre limitation de nos études provient des conditions inhérentes à l’expérimentation. Les sujets furent équipés de diodes électroluminescentes, d’accéléromètres et d’électrodes autocollantes et savaient que nous étudions les mécanismes de contrôle postural en posture assise. Tous ces facteurs ont pu modifier les réponses posturales que l’on retrouve dans une situation d’accident d’automobile.

Une étude complémentaire aux précédentes a permis de construire des modèles mathématiques prédisant l’angulation des vertèbres cervicales à l’aide de marqueurs externes. Ces modèles apparaissent une voie intéressante d’investigation pour le futur. Il serait intéressant de raffiner ces modèles afin que ceux-ci permettent de prédire la position des vertèbres cervicales dans tous les plans de mouvement. Par contre, une limitation de cette étude est le mouvement de la peau survenant entre le marqueur externe et la vertèbre sous-jacente. Il serait intéressant d’identifier de nouveaux indicateurs permettant d’estimer ces mouvements de la peau en fonction des différents individus lors de futures modélisations. Grâce à ces nouveaux modèles, nous pourrions étudier les mouvements complexes survenant au niveau des vertèbres cervicales lors d’une accélération linéaire et tenter de comprendre le rôle de ces mouvements segmentaires dans l’apparition de blessures.

Tout au long de cette thèse, nous avons traité des accélérations linéaires appliquées au tronc et effectué un parallèle entre celles-ci et des accidents en véhicule motorisé. Un phénomène émergeant mérite qui nous y consacrions les dernières phrases de cet ouvrage : l’apparition de blessures suite à un tour dans les montagnes russes des parcs d’amusement. En effet, les concepteurs des grands parcs d’amusement tentent constamment de créer de nouvelles montagnes russes allant de plus en plus vite. Par conséquent, lors des descentes, des montées ou des virages, les forces appliquées au niveau du chariot atteignent des valeurs importantes, pouvant même atteindre 4 à 5 g . En sachant que lors d’un coup du lapin l’accélération céphalique peut-être deux à trois fois supérieure à celle subie par le véhicule, l’accélération céphalique survenant dans un manège risque d’être énorme si un ratio similaire existe. Le risque de blessure nécessitant un suivi médical associé à effectuer un tour d’un de ces manèges est estimé à 1 sur 124000 ; le risque de subir une blessure nécessitant une hospitalisation est estimé à 1 sur 15 millions alors que le risque de subir un décès est estimé à 1 sur 150 millions (Braksiek et Roberts 2002). À la lecture de ces données, il est impératif d’étudier les réactions posturales cervicales survenant lors d’un tour dans un de ces manèges et de vérifier si ces comportements sont similaires à ceux observés lors d’un accident d’automobile. De plus, l’utilisation de ces manèges permettra d’étudier des accélérations plus grandes sans créer un problème éthique. Une distinction majeure s’impose toutefois : lors d’un accident automobile, l’événement perturbateur n’intervient qu’une seule fois alors que dans un manège, les sujets subissent une séquence complexe d’accélérations appliquées à leur tronc. Une première question que nous sommes à même de poser est de vérifier si les sujets tentent d’adopter un comportement moyen pour contrer l’ensemble de ces perturbations ou encore s’ils tentent d’élaborer une réponse motrice adaptée à chacune des accélérations. Ensuite, il serait intéressant de tenter d’établir un lien entre l’apparition d’une blessure et un comportement stéréotypé adopté par un sujet (par exemple : floppy / stiff ). À la lumière des résultats présentés dans cette thèse, il serait important de déterminer si des sujets effectuant plusieurs tours d’un même manège apprennent à contrôler différemment chacune des perturbations qu’ils subissent. Finalement et bien que ceci ne constitue pas mon champ d’expertise, les caractéristiques de sécurité développées pour l’industrie automobile telles ceintures, rigidité/hauteur des siège et appui-tête devraient faire l’objet d’évaluations dans le contexte d’un tour de manège afin d’adapter ces mesures à la problématique des blessures dans les parcs d’amusement.

En conclusion, les études présentées dans cette thèse suggèrent que les réponses posturales observées suite à une accélération linéaire peuvent être modulées en fonction du contexte environnemental. Plusieurs questions demeurent cependant en suspens dont la plus est importante est possiblement de comprendre quel comportement constitue un plus grand risque de développer une blessure afin de développer des aides technologiques permettant aux sujets de moduler ce comportement précis. Ensuite, il est de mon avis qu’il faille s’attaquer à la problématique des blessures survenant lors d’un tour de montagnes russes. Cette thématique représente un grand défi de par la nature complexe et répétitive des accélérations auxquelles sont soumis les sujets. Un tel défi ne peut cependant que stimuler et générer des idées pour les personnes s’intéressant à cette problématique !