DÉFICITS DE MÉMOIRE VISUO-SPATIALE ET AUGMENTATION DU VALGUS DU GENOU LORS D’UN CHANGEMENT DE DIRECTION
INTRODUCTION :
Les lésions du LCA ont des conséquences importantes connues et continuent de nécessiter un intérêt particulier quant à leur prévention. Actuellement de nombreux protocoles de prévention de blessures musculo squelettique sont mis en place. Selon la revue systémique et méta-analyse de Petushek and al., ces protocoles ont permis une diminution de 67% des risques de blessures chez des athlètes féminines (cf. speed meeting kinesport).
Afin d'améliorer encore cet aspect positif, il faut identifier les facteurs de risques de blessures sans contact, impactant le contrôle neuromusculaire et n’étant pas pris en compte dans les prises en charges actuelles. Van Mechelen & Al, se sont intéressés à l’évaluation de la capacité cognitive et le lien qu’il pourrait avoir sur la biomécanique des membres inférieurs. Des études antérieures menées par Swanick & Al, ont montré qu’une diminution des capacités cognitives engendre une augmentation du risque de lésion du LCA, et que la diminution du temps de réaction entraine des risques de contractures musculaire et d’entorse des membres inférieurs. D’autres études menées sur les commotions cérébrales vont dans le sens des études de Swanick & al. À la suite d’une commotion cérébrale, la fonction cognitive est altérée et entraine une augmentation du risque de blessure des membres inférieurs de 90 jours à 1 an post commotion. Le lien entre la qualité des fonctions cognitives et les blessures neuromusculaires semble évident.
D’autre part, des études sur le handball et le basketball montrent que le valgus du genou est augmenté au moment de l’impact au sol lorsque l’athlète se concentre sur une autre tâche (la fonction cognitive est focalisée sur une autre tâche que celle de maintenir le genou). Ce scénario est celui qui se reproduit lors de pratique sportive (exemple : drible, préparation d’un coup droit au tennis, etc). Plusieurs auteurs ont constaté que la biomécanique des membres inférieurs était de moindre qualité lors d’une situation réelle par rapport à un patient focalisé sur une tâche unique (exemple : fente simple lors de la rééducation). Il semblerait que le fait de traiter plusieurs tâches en même temps impacte négativement le maintien d’une bonne biomécanique de mouvements des membres inférieurs. Seul Herman & Bath ont étudié la capacité cognitive comme variable à part entière du contrôle neuromusculaire. Ils ont observé que l’augmentation des temps de réaction simple et complexe et de la vitesse de traitement entrainent une augmentation de l’angle et du moment de valgus.
Compte tenu du rôle joué par les capacités cognitives dans le contrôle neuromusculaire et le risque de blessure, il est justifié d'évaluer la relation entre divers domaines cognitifs et les schémas biomécaniques lors de mouvement soumis ou non à une double tâche.
Les auteurs émettent l’hypothèse que les athlètes ayant des performances cognitives basses sur une évaluation cognitive standardisées, augmenteraient l’angle et le moment de valgus du genou lors de la double tâche. La mémoire visuelle spatiale est la capacité d’intégrer et de retenir des informations visuelles dans différents plans de l’espace. Les auteurs pensent donc que cette capacité de mémoire visuelle a une relation plus forte avec les capacités neuromusculaires que le temps de réaction ou la vitesse de traitement des informations.
Étude de Scott M. Monfort and al. ; 2019
Les lésions du LCA ont des conséquences importantes connues et continuent de nécessiter un intérêt particulier quant à leur prévention. Actuellement de nombreux protocoles de prévention de blessures musculo squelettique sont mis en place. Selon la revue systémique et méta-analyse de Petushek and al., ces protocoles ont permis une diminution de 67% des risques de blessures chez des athlètes féminines (cf. speed meeting kinesport).
Afin d'améliorer encore cet aspect positif, il faut identifier les facteurs de risques de blessures sans contact, impactant le contrôle neuromusculaire et n’étant pas pris en compte dans les prises en charges actuelles. Van Mechelen & Al, se sont intéressés à l’évaluation de la capacité cognitive et le lien qu’il pourrait avoir sur la biomécanique des membres inférieurs. Des études antérieures menées par Swanick & Al, ont montré qu’une diminution des capacités cognitives engendre une augmentation du risque de lésion du LCA, et que la diminution du temps de réaction entraine des risques de contractures musculaire et d’entorse des membres inférieurs. D’autres études menées sur les commotions cérébrales vont dans le sens des études de Swanick & al. À la suite d’une commotion cérébrale, la fonction cognitive est altérée et entraine une augmentation du risque de blessure des membres inférieurs de 90 jours à 1 an post commotion. Le lien entre la qualité des fonctions cognitives et les blessures neuromusculaires semble évident.
D’autre part, des études sur le handball et le basketball montrent que le valgus du genou est augmenté au moment de l’impact au sol lorsque l’athlète se concentre sur une autre tâche (la fonction cognitive est focalisée sur une autre tâche que celle de maintenir le genou). Ce scénario est celui qui se reproduit lors de pratique sportive (exemple : drible, préparation d’un coup droit au tennis, etc). Plusieurs auteurs ont constaté que la biomécanique des membres inférieurs était de moindre qualité lors d’une situation réelle par rapport à un patient focalisé sur une tâche unique (exemple : fente simple lors de la rééducation). Il semblerait que le fait de traiter plusieurs tâches en même temps impacte négativement le maintien d’une bonne biomécanique de mouvements des membres inférieurs. Seul Herman & Bath ont étudié la capacité cognitive comme variable à part entière du contrôle neuromusculaire. Ils ont observé que l’augmentation des temps de réaction simple et complexe et de la vitesse de traitement entrainent une augmentation de l’angle et du moment de valgus.
Compte tenu du rôle joué par les capacités cognitives dans le contrôle neuromusculaire et le risque de blessure, il est justifié d'évaluer la relation entre divers domaines cognitifs et les schémas biomécaniques lors de mouvement soumis ou non à une double tâche.
Les auteurs émettent l’hypothèse que les athlètes ayant des performances cognitives basses sur une évaluation cognitive standardisées, augmenteraient l’angle et le moment de valgus du genou lors de la double tâche. La mémoire visuelle spatiale est la capacité d’intégrer et de retenir des informations visuelles dans différents plans de l’espace. Les auteurs pensent donc que cette capacité de mémoire visuelle a une relation plus forte avec les capacités neuromusculaires que le temps de réaction ou la vitesse de traitement des informations.
Étude de Scott M. Monfort and al. ; 2019
MÉTHODE :
Participants, test, et analyse des changements de direction:
L’étude a été menée sur 15 joueurs de football actifs ou ayant joué jusqu’à 2 mois avant l’étude. Les participants devaient répondre aux critères suivants :
Le but de l’exercice était de reproduire l’évitement d’un joueur lors d’un match de football. Le test de changement de direction (COD) se fait sans ballon puis avec ballon au pied. La tâche devait être exécutée le plus rapidement possible et le contrôle du ballon était requis pour la validation de l’essai.
Les participants devaient donc effectuer un changement de direction à un endroit donné où été installée une plateforme de mesure de force. La prise d’appui pour le changement de direction devait être effectué par le membre non dominant et le dribble du ballon avec le membre dominant afin de se rapprocher de la réalité.
L’appui du pied non dominant doit être complet sur la plateforme de force. Le changement de direction se fait à 45° de la trajectoire d’arrivée sur la zone prévue. La vitesse d’arrivée et de sortie est mesurée à chaque essai.
Pour chaque condition 8 essais sont effectués dans le but d’obtenir 5 essais acceptables après contrôle de la qualité post essais.
En face de la zone de changement de direction se trouve des systèmes de capture de mouvement optique afin d’analyser la biomécanique d’adaptation des membres inférieurs. Préalablement des capteurs retro réfléchissant sont disposés sur le corps afin de pouvoir modéliser et analyser précisément les mouvements des segments rigides corporels. Plusieurs plateformes de force sont disposées dans la zone de changement de direction pour mesurer la force de réaction au sol lors de l’exercice. Ainsi les valeurs suivantes ont pu être mesurées :
Participants, test, et analyse des changements de direction:
L’étude a été menée sur 15 joueurs de football actifs ou ayant joué jusqu’à 2 mois avant l’étude. Les participants devaient répondre aux critères suivants :
- Pas de traumatismes aux genoux ou chevilles ayant entrainé une opération ou l’arrêt de l’activité
- Pas de traumatismes mineurs au cours des 3 derniers mois.
- Obtenir un score ≥ 7 au Tegner Test (Echelle de niveau d’activité sportive)
- Obtenir un score ≥ 12 sur l’échelle d’activité de Marx (échelle du type d’activité)
Le but de l’exercice était de reproduire l’évitement d’un joueur lors d’un match de football. Le test de changement de direction (COD) se fait sans ballon puis avec ballon au pied. La tâche devait être exécutée le plus rapidement possible et le contrôle du ballon était requis pour la validation de l’essai.
Les participants devaient donc effectuer un changement de direction à un endroit donné où été installée une plateforme de mesure de force. La prise d’appui pour le changement de direction devait être effectué par le membre non dominant et le dribble du ballon avec le membre dominant afin de se rapprocher de la réalité.
L’appui du pied non dominant doit être complet sur la plateforme de force. Le changement de direction se fait à 45° de la trajectoire d’arrivée sur la zone prévue. La vitesse d’arrivée et de sortie est mesurée à chaque essai.
Pour chaque condition 8 essais sont effectués dans le but d’obtenir 5 essais acceptables après contrôle de la qualité post essais.
En face de la zone de changement de direction se trouve des systèmes de capture de mouvement optique afin d’analyser la biomécanique d’adaptation des membres inférieurs. Préalablement des capteurs retro réfléchissant sont disposés sur le corps afin de pouvoir modéliser et analyser précisément les mouvements des segments rigides corporels. Plusieurs plateformes de force sont disposées dans la zone de changement de direction pour mesurer la force de réaction au sol lors de l’exercice. Ainsi les valeurs suivantes ont pu être mesurées :
- Angle du valgus du genou (pKVA)
- Moment de force maximal du valgus de genou (pKVM)
Évaluations cognitives:
L’évaluation cognitive ImPACT® couramment utilisée dans les cas de commotion cérébrale a été choisie dans cette étude pour évaluer les capacités cognitives des participants. Ce test est effectué de manière répétitive après les essais biomécaniques de changement de direction.
Il permet d’évaluer la mémoire visuelle, la mémoire verbale, le temps de réaction et la vitesse de traitement d’informations. Les tests de mémoire visuelle sont des exercices de mémoire de conception (forme abstraite) et des exercices de rappel de la localisation spatiale de X et de O illuminés après des conditions d’interférences. Cette dernière étude est interprétée comme la mémoire visuelle spatiale. La mémoire verbale correspond à des exercices de mémoire de mots et de correspondance entre des lettres, symboles et chiffres.
Un score plus élevé signifie une meilleure capacité cognitive.
Une fois toute les données recueillies, les auteurs cherchent les liens entre les différences de biomécanique de COD avec et sans double tâche ; ainsi que les relations entre les changements de biomécanique et les différents scores du test cognitif.
L’évaluation cognitive ImPACT® couramment utilisée dans les cas de commotion cérébrale a été choisie dans cette étude pour évaluer les capacités cognitives des participants. Ce test est effectué de manière répétitive après les essais biomécaniques de changement de direction.
Il permet d’évaluer la mémoire visuelle, la mémoire verbale, le temps de réaction et la vitesse de traitement d’informations. Les tests de mémoire visuelle sont des exercices de mémoire de conception (forme abstraite) et des exercices de rappel de la localisation spatiale de X et de O illuminés après des conditions d’interférences. Cette dernière étude est interprétée comme la mémoire visuelle spatiale. La mémoire verbale correspond à des exercices de mémoire de mots et de correspondance entre des lettres, symboles et chiffres.
Un score plus élevé signifie une meilleure capacité cognitive.
Une fois toute les données recueillies, les auteurs cherchent les liens entre les différences de biomécanique de COD avec et sans double tâche ; ainsi que les relations entre les changements de biomécanique et les différents scores du test cognitif.
RÉSULTAT :
Sur 150 essais effectués, 143 ont été pris en compte dans l’analyse de donné. Le principal critère d’exclusion, est le mauvais appui du pied sur les plateformes de force lors du changement de direction (contact partiel du pied sur la plateforme). Le niveau de résultat significatif est fixé à p<0,025.
Sur 150 essais effectués, 143 ont été pris en compte dans l’analyse de donné. Le principal critère d’exclusion, est le mauvais appui du pied sur les plateformes de force lors du changement de direction (contact partiel du pied sur la plateforme). Le niveau de résultat significatif est fixé à p<0,025.
Le résultat le plus significatif de cette étude est le lien qu’il semble y avoir entre la mémoire visuelle spatiale et la mauvaise biomécanique du membre inférieur en appui.
- Un faible score dans les tests de mémoire visuel est corrélé à une augmentation du pKVA (p=0.003)
- La vitesse d’approche n’impacte pas le pKVA et ne modifie pas l’influence des tests de mémoire visuelle sur le valgus de genou
- Un faible score de mémoire visuelle est aussi associé à une augmentation du pKVM, mais les valeurs ne sont pas significatives (p=0.049).
- La double tâches (changement de direction avec ballon) n’a pas d’effet sur le moment de valgus du genou (pKVM) mais il entraîne une diminution du pKVA par rapport aux tests effectués sans ballon. (Table 2)
DISCUSSION :
L’idée principale qui émane de cette étude, est l’importance de la capacité de mémoire visuelle pour planifier le mouvement du ballon tout en coordonnant les tâches motrices. Des études antérieures qui s’intéressaient au lien entre les capacités cognitives et l’altération de celle-ci post commotions, concluent que le temps de réaction et la vitesse de traitement étaient les responsables de l’altération du contrôle neuromusculaire. Or, cette étude met en avant l’impact d’une faible mémoire visuelle sur l’augmentation du risque de blessure aux membres inférieurs. Le temps de réaction, la vitesse de traitement et la mémoire visuelle sont des facteurs complémentaires. Les deux premiers sont impliqués dans les mouvements en réaction quand la mémoire visuelle est, elle, utilisée dans les mouvements exigeants une anticipation visuelle. Sur le terrain les deux sont liés lors des mouvements avec le ballon au pied. Il semble bon d’inclure le traitement de ces facteurs cognitifs en plus des facteurs musculo squelettiques que l’on connaît déjà afin de continuer à baisser le risque de blessures musculo squelettique.
Comme il est constaté dans l’étude de Swanick & al., le facteur cognitif est à prendre en compte dans les facteurs de risques de lésion du LCA. L’étude de Wilkerson menée sur des footballeurs américains montre que le traitement cognitif est important et efficace dans la prévention de lésion de LCA. Dans un premier temps il serait intéressant d’approfondir les études sur un échantillon plus large afin de savoir s’il existe un seuil de capacité cognitif pouvant être interprété comme seuil à risque. Il serait intéressant de voir si celui-ci serait le même en fonction de l’âge, du sexe, du sport et de bien d’autres variables. Enfin savoir si les déficits des différentes capacités cognitives (verbale, visuelle etc..) portent des atteintes différentes sur le système neuromusculaire.
De son côté Grooms & al ont proposé une méthodologie pour améliorer et traiter les déficits de mémoire visuelle spatiale. Leur traitement se fait avec des lunettes stroboscopiques ou encore en utilisant des distractions liées au sport et des réactions a des stimulus visuels. Cependant son efficacité et sa pertinence dans les protocoles de réhabilitation post blessure restent à prouver.
L’idée principale qui émane de cette étude, est l’importance de la capacité de mémoire visuelle pour planifier le mouvement du ballon tout en coordonnant les tâches motrices. Des études antérieures qui s’intéressaient au lien entre les capacités cognitives et l’altération de celle-ci post commotions, concluent que le temps de réaction et la vitesse de traitement étaient les responsables de l’altération du contrôle neuromusculaire. Or, cette étude met en avant l’impact d’une faible mémoire visuelle sur l’augmentation du risque de blessure aux membres inférieurs. Le temps de réaction, la vitesse de traitement et la mémoire visuelle sont des facteurs complémentaires. Les deux premiers sont impliqués dans les mouvements en réaction quand la mémoire visuelle est, elle, utilisée dans les mouvements exigeants une anticipation visuelle. Sur le terrain les deux sont liés lors des mouvements avec le ballon au pied. Il semble bon d’inclure le traitement de ces facteurs cognitifs en plus des facteurs musculo squelettiques que l’on connaît déjà afin de continuer à baisser le risque de blessures musculo squelettique.
Comme il est constaté dans l’étude de Swanick & al., le facteur cognitif est à prendre en compte dans les facteurs de risques de lésion du LCA. L’étude de Wilkerson menée sur des footballeurs américains montre que le traitement cognitif est important et efficace dans la prévention de lésion de LCA. Dans un premier temps il serait intéressant d’approfondir les études sur un échantillon plus large afin de savoir s’il existe un seuil de capacité cognitif pouvant être interprété comme seuil à risque. Il serait intéressant de voir si celui-ci serait le même en fonction de l’âge, du sexe, du sport et de bien d’autres variables. Enfin savoir si les déficits des différentes capacités cognitives (verbale, visuelle etc..) portent des atteintes différentes sur le système neuromusculaire.
De son côté Grooms & al ont proposé une méthodologie pour améliorer et traiter les déficits de mémoire visuelle spatiale. Leur traitement se fait avec des lunettes stroboscopiques ou encore en utilisant des distractions liées au sport et des réactions a des stimulus visuels. Cependant son efficacité et sa pertinence dans les protocoles de réhabilitation post blessure restent à prouver.
Beaucoup d’études sur ce sujet s’appuient sur les constats liés aux commotions cérébrales. En effet, après une commotion le risque de lésion musculo squelettique est accru durant 90 jours et même jusqu’à 1an. L’étude d’Howell and al. nous parle de fonction neuromusculaire altéré lors de doubles tâches jusqu’à 2 mois post commotion. Période durant laquelle une mauvaise mécanique de genou y est associée. Par exemple dans cette étude, un des participants a subi une commotion 10 semaines avant les tests. Il a eu les moins bons résultats lors des tests de mémoire visuels spatiaux et une biomécanique des membres inférieurs altérée. En effet, lors du changement d’appui avec ballon il présente une augmentation du pKVA. Evidemment il ne s’agit que d’un seul cas dont on ne peut pas en tirer des conclusions. Néanmoins il illustre bien l’idée qui ressort de cette étude. De futures études cliniques devraient montrer comment mieux identifier les risques de blessures neuromusculaire post-commotion. Mais dans tous les cas ces facteurs sont à étudier et à prendre en compte dans la recherche concernant la prise en charge des commotions cérébrales.
CONCLUSION :
Les résultats de cette étude suggèrent que les athlètes ayant une capacité diminuée de mémoire visuo-spatiale sont en moindre mesure de maintenir une biomécanique optimale tout en tenant compte de tâches spécifiques à un sport nécessitant une attention visuelle.
Ce présent article fait écho à la 400ème speed meeting Kinesport concernant le LCA. Il permet une nouvelle fois de faire le lien entre le cerveau et la prévention/prise en charge du ‘’LCA’’.
Les résultats de cette étude suggèrent que les athlètes ayant une capacité diminuée de mémoire visuo-spatiale sont en moindre mesure de maintenir une biomécanique optimale tout en tenant compte de tâches spécifiques à un sport nécessitant une attention visuelle.
Ce présent article fait écho à la 400ème speed meeting Kinesport concernant le LCA. Il permet une nouvelle fois de faire le lien entre le cerveau et la prévention/prise en charge du ‘’LCA’’.
Article original :
Visual-Spatial Memory Deficits Are Related to Increased Knee Valgus Angle During a Sport-Specific Sidestep Cut ; Scott M. Monfort and al. ; 2019 ; The American Journal of Sports Medicine ; DOI: 10.1177/0363546519834544
Autre Bibliographie :
[A] Sports vision training : A review of the state of the art in digital training techniques L. Gregory Appelbaum & Graham Erickson (2016), International Review of Sport and Exercise Psychology, DOI: 10.1080/1750984X.2016.1266376
[B] Howard, M. C. (2017). A meta-analysis and systematic literature review of virtual reality rehabilitation programs. Computers in Human Behavior, 70, 317-327.
Visual-Spatial Memory Deficits Are Related to Increased Knee Valgus Angle During a Sport-Specific Sidestep Cut ; Scott M. Monfort and al. ; 2019 ; The American Journal of Sports Medicine ; DOI: 10.1177/0363546519834544
Autre Bibliographie :
[A] Sports vision training : A review of the state of the art in digital training techniques L. Gregory Appelbaum & Graham Erickson (2016), International Review of Sport and Exercise Psychology, DOI: 10.1080/1750984X.2016.1266376
[B] Howard, M. C. (2017). A meta-analysis and systematic literature review of virtual reality rehabilitation programs. Computers in Human Behavior, 70, 317-327.