D3 Neurophysiologie motrice

Topique

La neurophysiologie motrice mesure et analyse l'activité électrique générée par les motoneurones et les fibres musculaires lors de la planification et de l'exécution du mouvement. Le signal électrique enregistré à la surface de la peau, au-dessus du muscle, est la superposition des potentiels électriques individuels de toutes les unités motrices actives sous l'électrode à cet instant précis – un signal amplifié à l'échelle du millivolt pour l'enregistrement. L'amplitude moyenne de ce signal, calculée de sorte que ses valeurs positives et négatives ne s'annulent pas, est proportionnelle au niveau d'activation musculaire et, dans des conditions contrôlées, également à la force produite par le muscle.

Ce même signal électrique enregistré au niveau du muscle peut aussi être analysé selon ses fréquences composantes : la fréquence qui divise le spectre de puissance du signal en deux moitiés d'énergie égale diminue progressivement avec la fatigue musculaire, car l'accumulation de métabolites dans la fibre ralentit la conduction électrique le long de la membrane musculaire. En suivant l'évolution de cette fréquence au fil du temps, fenêtre par fenêtre, on peut observer comment le contenu fréquentiel du signal évolue avec la fatigue musculaire. L'activité des motoneurones qui génèrent le signal électrique du muscle peut également être étudiée en amont, au sein même du nerf : celui-ci est stimulé électriquement en un point précis, et la réponse musculaire composite qui en résulte est enregistrée dans le muscle innervé. La vitesse de conduction nerveuse est obtenue en divisant la distance entre deux points de stimulation par la différence des temps de latence enregistrés à chaque point : plus la distance parcourue est grande pour une même différence de latence, plus la vitesse de conduction est élevée ; et plus la différence de latence est grande pour une même distance, plus la vitesse est faible.

Les potentiels électriques individuels de chaque unité motrice, qui apparaissent mélangés dans le signal de surface, peuvent être enregistrés séparément en insérant une électrode à aiguille directement dans le muscle : l'amplitude, la durée et la forme de chaque potentiel individuel permettent de différencier deux types de pathologies. Lorsque le nerf innervant l'unité motrice est endommagé, le potentiel enregistré présente une amplitude accrue et une durée prolongée ; inversement, lorsque la fibre musculaire elle-même est atteinte, le potentiel présente une amplitude réduite et une durée courte. À l'état normal, l'activité électrique enregistrée par la neurophysiologie motrice lors d'un mouvement suit un schéma ordonné : les unités motrices sont activées séquentiellement, en commençant par les plus petites et en ajoutant progressivement des unités plus grandes à mesure que le muscle doit produire davantage de force, avec des fréquences de décharge allant d'environ huit à trente cycles par seconde. Cette activation ordonnée est complétée par une synchronisation de l'activité électrique dans une bande de fréquence intermédiaire, entre environ quinze et trente-cinq cycles par seconde, qui reflète le couplage entre le cortex cérébral et la moelle épinière et est associée au contrôle précis de la force que le muscle produit finalement.

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