Abstrait
Arrière-plan. L'AVC est la cause la plus fréquente d'invalidité de longue durée aux États-Unis (É.-U.). La thérapie par le cyclisme assisté (ACT) à des cadences d'environ 80 tr/min a été associée à des améliorations de la fonction motrice et clinique dans d'autres populations cliniques. Les effets aigus de l'ACT sur la fonction motrice des personnes ayant subi un AVC n'ont pas été étudiés. Objectifs. L'objectif principal de cet essai croisé était de comparer les effets de l'ACT, du cyclisme volontaire (VC) et de l'absence de vélo (NC) sur la fonction motrice des membres supérieurs (Box and Blocks Test) et des membres inférieurs (Lower Extremity Motor Coordination Test) chez adultes ayant subi un AVC chronique (âge : 60 ± 16 ans ; mois depuis l'AVC : 96 ± 85). L'objectif secondaire était d'examiner la cadence moyenne du cyclisme et les évaluations de l'effort perçu en tant que prédicteurs du changement de la fonction motrice après la séance d'exercice. Méthodes. Vingt-deux participants (femmes = 6, hommes = 16) ont terminé une session de 20 minutes chacune d'ACT (cadence moyenne = 79,5 tr/min, VC (cadence moyenne = 51,5 tr/min) et NC des jours différents de manière quasi contrebalancée). Résultats. Les principaux effets de l'intervention ne différaient pas entre ACT et VC. Les analyses intra-intervention ont révélé des changements significatifs (p < 0,05) avant et après le test dans toutes les mesures de résultats pour l'ACT, mais uniquement dans le test de coordination motrice des membres inférieurs du côté non parétique pour VC. Les analyses de tendance ont révélé une relation positive entre les cadences moyennes d'ACT et les améliorations de la fonction motrice des membres supérieurs et inférieurs (p < 0,05). Une relation positive entre les cadences VC moyennes et la fonction des membres inférieurs a également été révélée (p < 0,05). Conclusion. ACT et VC ont produit des améliorations aiguës similaires de la fonction motrice parétique et non parétique des membres inférieurs, tandis que les modifications de la fonction motrice des membres supérieurs étaient plus limitées. Des cadences de cyclisme plus rapides semblent être associées à des effets aigus plus importants.
1. Introduction
Les déficits neuromoteurs post-AVC sont la première cause d'incapacité à long terme chez l'adulte [ 1 ]. L'éveil des aires motrices corticales et sous-corticales est un mécanisme primaire dans la récupération de la fonction motrice pendant la neuroréhabilitation [ 2 ]. L'exercice est une modalité thérapeutique qui peut activer ces zones et stimuler la régulation à la hausse des cascades de facteurs trophiques et de croissance qui facilitent finalement la neuroplasticité et la récupération motrice [ 2 - 5 ]. Les effets aigus de l'exercice peuvent parfois indiquer l'efficacité d'une intervention d'exercice. Par exemple, des potentiels évoqués moteurs normalisés plus importants ont été trouvés après une stimulation mécanique de la main à 25 Hz par rapport à 10 Hz et les effets de la stimulation à 25 Hz semblaient durer plus longtemps (1 à 2 heures après la stimulation). Chez les patients atteints de la maladie de Parkinson, l'exercice de cyclisme forcé des membres inférieurs a nettement amélioré les schémas d'activation corticale et sous-corticale au cours d'une tâche de modulation de la force de préhension et 8 semaines d'intervention de cyclisme forcé des membres inférieurs ont également été associés à des améliorations chroniques et durables de la modulation de la force de préhension [ 6 , 7 ]. .
Les effets aigus de la thérapie par le cyclisme assisté (ACT) avec les membres inférieurs sur la fonction motrice inférieure et supérieure post-AVC n'ont pas été étudiés. Les essais d'ACT ont produit des résultats prometteurs chez les personnes atteintes de la maladie de Parkinson et les personnes atteintes du syndrome de Down [ 8 - 11 ]. Pendant la thérapie de cyclisme assisté (ACT), un moteur électrique transmet le couple aux pédales d'un vélo couché stationnaire spécialisé (modèle Theracycle par Exercycle) pour faciliter le mouvement de pédalage des jambes. Les bras ne sont pas utilisés dans cette modalité d'exercice. Les pédales droite et gauche sont verrouillées et ne peuvent pas être déplacées indépendamment l'une de l'autre. Habituellement, cela encouragerait l'utilisation non symétrique des membres inférieurs car le coup de pédale du membre parétique peut être complété à l'aide de l'élan généré par le membre non parétique. Cependant, pendant l'ACT, le cycliste n'a pas à compter sur la contribution de couple de la jambe non parétique. La majeure partie du couple et de la puissance est générée par le moteur et une cadence constante est maintenue, ce qui favorise une cinématique plus symétrique sur les deux membres [ 12 ]. Le moteur maintient une cadence préprogrammée quelle que soit la contribution de puissance du cycliste. L'ACT à basse cadence (30-50 tr/min), souvent appelé cyclisme passif, est parfois utilisé dans la phase aiguë après un AVC chez les patients présentant une fonction motrice altérée et des contractions musculaires actives insuffisantes dans les membres inférieurs pour l'exercice aérobie [ 12 ] et L'ACT peut également bénéficier de la récupération motrice pendant la période post-AVC chronique sur la base d'un rapport de cas [ 13 ]. Cependant, ce rapport de cas était limité à un seul participant et l'intervention comprenait également la pratique de tâches répétitives. Ainsi, davantage de preuves sur les effets de l'ACT à des cadences plus rapides sur la fonction motrice globale (membres supérieurs et inférieurs) pendant la période post-AVC chronique sont nécessaires. De manière prometteuse, ACT à des cadences relativement rapides ( 80 tr/min) a été montré pour stimuler le flux sanguin et l'activité neurale bilatéralement dans les cortex sensorimoteurs, les cortex prémoteurs et les zones motrices supplémentaires au même degré que le cyclisme actif chez les personnes post-AVC, à l'exception du cortex sensorimoteur sur le non affecté côté [ 14 ].
L'ACT peut être particulièrement utile pour les personnes ayant un faible niveau de forme cardiorespiratoire. Les capacités aérobies maximales peuvent être réduites de 50 % après un AVC [ 15 ], ce qui peut limiter la capacité à maintenir un rythme et une durée de mouvement qui optimisent les effets neuroplastiques et la récupération motrice [ 16 , 17 ]. Par exemple, le cyclisme volontaire à 50 tr/min n'a pas augmenté l'excitabilité ou la neuroplasticité chez les personnes ayant subi un AVC chronique [ 16 ]. Cependant, une corrélation positive entre les cadences ACT et les changements de connectivité fonctionnelle entre le thalamus et le cortex moteur primaire a été rapportée chez les personnes atteintes de la maladie de Parkinson (MP) [ 18 ]. En moyenne, la cadence assistée était 43 % plus rapide que la cadence volontaire et il n'y avait aucune preuve de rendements décroissants à des cadences assistées jusqu'à 95 tr/min en ce qui concerne la connectivité fonctionnelle.
Ainsi, l'ACT peut être plus bénéfique à des cadences rapides (par exemple, 80 tr/min) car il est conforme aux paradigmes de pratique de masse [ 13 , 17 - 22 ]. ACT à une cadence rapide est un moyen d'effectuer plus de répétitions dans un laps de temps donné. C'est pourquoi nous avons examiné si la cadence est prédictive des changements de la fonction motrice dans l'étude actuelle.
Compte tenu des preuves limitées à ce jour, l'objectif principal de cette étude pilote était de comparer les effets aigus de l'ACT, du VC (cycle volontaire) et du NC (pas de cycle) sur la fonction motrice des extrémités supérieures et inférieures, parétiques et non parétiques chez les personnes pendant la période chronique après un AVC. Sur la base de preuves antérieures des effets de l'ACT sur la fonction motrice globale dans d'autres populations [ 7 , 8 , 10 , 11 , 17 , 23 ], nous avons émis l'hypothèse que la fonction motrice des membres supérieurs et inférieurs bénéficierait davantage de l'ACT que de la VC ou de la NC. Un objectif secondaire était d'explorer l'association des paramètres d'intervention (évaluations de l'effort perçu [RPE], fréquence cardiaque et cadence) et de la fonction motrice de base avec la quantité de changement dans la fonction motrice. Pour éclairer la pratique clinique, il est important d'examiner les variables externes qui peuvent avoir un impact sur l'efficacité thérapeutique des interventions. Sullivan et ses collègues [ 24 ] ont trouvé une relation dose-réponse positive entre l'intensité de l'exercice et la performance lors d'une tâche doigt-nez. Nous avons donc utilisé l'EPR et la fréquence cardiaque comme mesures de l'intensité de l'exercice et comme prédicteurs potentiels des modifications de la fonction motrice. Nous avons émis l'hypothèse d'une relation positive entre l'EPR et la fréquence cardiaque pendant le cyclisme avec des changements dans les performances motrices des membres supérieurs et inférieurs. Sur la base de recherches antérieures, nous avons également émis l'hypothèse que la cadence partage une relation positive avec les modifications des performances motrices [ 18 ]. Enfin, nous avons émis l'hypothèse que les personnes ayant une meilleure fonction motrice de base bénéficieraient de plus grands avantages en termes de performances motrices aiguës et qu'elles seraient capables de faire du vélo à des cadences plus rapides. Si les deux hypothèses étaient confirmées, cela indiquerait que ceux qui font du vélo à des cadences plus rapides pourraient ne pas ressentir d'avantages uniquement parce qu'ils font du vélo plus vite, mais en raison de leur meilleure fonction motrice de base.
2. Méthodes
2.1. Intervenants
Les participants ont été recrutés par le biais d'annonces dans les journaux, de cliniques de réadaptation ambulatoires et de groupes de soutien aux AVC de la région métropolitaine de Phoenix. Vingt-deux participants ont terminé cette étude (voir la figure 1 pour l'organigramme). Les participants avaient subi au moins un accident vasculaire cérébral hémorragique ou ischémique unilatéral il y a au moins six mois, avaient une hémiparésie résiduelle, étaient âgés d'au moins 18 ans, étaient médicalement stables, avaient une pression artérielle contrôlée (pression artérielle au repos < 140/90 mmHg), au moins 24 au mini-examen de l'état mental (MMSE) et n'a pas obtenu plus de trois sur l'échelle modifiée d'Ashworth (MAS). Les personnes atteintes d'aphasie sévère qui empêchaient la compréhension et la réalisation des tests et les personnes souffrant d'autres troubles neurologiques ont été exclues. Voir le tableau 1 pour les caractéristiques des participants.
2.2. Conception
Il s'agissait d'un essai croisé quasi contrebalancé. Chaque participant a effectué quatre visites à notre laboratoire de recherche espacées de cinq à dix jours. La première visite comprenait le processus de consentement éclairé, les procédures de dépistage et la collecte de mesures descriptives. Les trois visites suivantes consistaient en une session d'ACT, une session de VC ou une session de NC. La séquence dans laquelle les participants ont terminé ces sessions était quasi-contrebalancée entre les participants (voir la figure 1 ). Nous avons choisi 3 séquences qui permettraient à ACT d'être premier, deuxième et troisième dans la séquence et ainsi que VC et NC d'être premier deuxième et troisième. Nous avons estimé que ce degré de contrepoids était suffisant car nous supposions que nos participants subiraient des effets de report minimes. Ainsi, nous avons utilisé 3 séquences en administrant chaque traitement une fois sur la séquence et la période. Les tests de la fonction motrice ont été effectués avant (c.-à-d. pré-test) et immédiatement après chaque session (c.-à-d. post-test). Le post-test a commencé dans les cinq minutes suivant la fin de la session d'intervention donnée.
2.3. Mesures descriptives
Toutes les mesures utilisées dans cette étude ont été administrées en face à face et individuellement par un chercheur formé en clinique. MMSE [ 25 ], Physical Activity Scale for Individuals with Physical Disabilities (PASIPD) [ 26 ], Beck Depression Inventory (BDI) [ 27 ], Fugl-Meyer Assessment for the lower (LEFMA) and upper extremity (UEFMA) [ 28 ] , et l'échelle d'Ashworth modifiée (MAS) [ 29 ] ont été administrés selon les procédures standard par un clinicien formé. Le LEFMA a été utilisé comme mesure de la fonction motrice initiale des membres inférieurs et l'UEFMA comme mesure de la fonction motrice initiale des membres supérieurs.
2.4. Mesures des résultats
Les performances motrices parétiques et non parétiques des membres supérieurs ont été évaluées lors des pré- et post-tests avec le Box and Blocks Test (BBT) [ 30 – 32 ]. Le BBT a été choisi en raison de sa bonne validité de critère et de sa large utilisation dans la recherche et la pratique clinique, ce qui rend les résultats de l'étude actuelle facilement compréhensibles et interprétables [ 30 , 31 ]. Ce test demandait aux participants de déplacer des cubes en bois (16,39 cm 3 ) d'une boîte (25,4 cm x 25,4 cm) à une autre boîte de taille égale à travers une barrière de 15,2 cm de hauteur. Le test a été administré selon les procédures standard [ 33 ].
Les performances motrices des membres inférieurs ont été testées avec le test de coordination motrice des membres inférieurs (LEMOCOT). Le test a été administré conformément aux procédures standardisées [ 34 ]. Il a été complété en position assise et a demandé aux participants de toucher alternativement deux points rouges avec leur gros orteil sur une planche qui était placée sur le sol devant le participant. Les points étaient espacés de 30 cm et disposés de manière proximale et distale sur la ligne d'intersection du plan sagittal et transversal devant le participant avec le point proximal placé directement sous le talon du participant lorsque le genou était fléchi à 90 degrés. Les participants devaient toucher alternativement les points avec leur gros orteil aussi vite que possible. Cette tâche nécessitait une extension et une flexion cycliques du genou, une légère flexion plantaire et dorsale de la cheville et une très légère flexion et extension de la hanche, similaires aux exigences musculo-squelettiques du cyclisme. Les participants ont effectué un essai pratique de 5 à 10 secondes, puis trois essais de test de 20 secondes avec une pause d'une minute entre les essais. Celle-ci a d'abord été complétée par la jambe non parétique puis par la jambe parétique. La moyenne des deuxième et troisième essais a été utilisée comme critère de jugement [ 35 ].
2.5. Interventions
Toutes les séances de cyclisme ont duré 25 minutes et ont été réalisées sur un ergomètre prototype de recherche stationnaire et couché (Theracycle) qui a été construit par la société Exercycle (Franklin, MA). Le moteur électrique intégré au vélo pouvait faire tourner les pédales jusqu'à 95 tr/min, quelle que soit la contribution de puissance du participant. Les pédales étaient des pédales à plate-forme spécialisées avec des ventouses métalliques et des sangles Velcro qui empêchaient les pieds de glisser des pédales dans n'importe quelle direction. Pour une description détaillée du vélo, voir Ringenbach et al. [ 36 , 37 ]
Les séances ACT ont commencé par un échauffement volontaire de cinq minutes sans l'aide du moteur. Nous visons à ce que la cadence ACT cible soit 1,8 fois supérieure à la cadence d'échauffement moyenne, car des recherches antérieures sur des personnes atteintes de DS (syndrome de Down) ont montré qu'une cadence ACT supérieure de 80 % à la cadence volontaire peut être bénéfique pour le moteur. performance et fonction cognitive [ 11 , 36 , 37 ]. Cependant, la cadence cible minimale était de 80 tr/min, car une cadence assistée d'au moins 80 tr/min s'est avérée bénéfique pour les fonctions cliniques, motrices et cognitives des personnes atteintes de MP [ 7 , 23 , 38 , 39 ] et des personnes atteintes de DS [ 8 , 9 , 11 , 36 , 37 ]. La seule étude précédente sur l'ACT chez un seul participant ayant subi un AVC utilisait une cadence de 80 tr/min qui était progressivement atteinte après 12 séances et une cadence de départ de 70 tr/min [ 13 ]. Après l'échauffement de cinq minutes, le moteur a été allumé et la cadence a été réglée sur la moyenne de l'échauffement et la cadence cible pendant 5 minutes pour permettre aux participants de se familiariser avec l'ACT. Par la suite, le moteur a été programmé pour maintenir la cadence cible pendant 15 minutes. Si les participants étaient mal à l'aise à la cadence cible prescrite, la cadence était alors abaissée par incréments de 5 tr/min jusqu'à ce que le participant se sente à l'aise. Les participants n'étaient pas encouragés à pédaler plus vite que la cadence cible.
Pour les sessions VC, les participants devaient effectuer un échauffement de cinq minutes en faisant du vélo à leur propre cadence préférée, puis continuer à faire du vélo pendant 20 minutes à leur cadence préférée. Le moteur n'était pas allumé et les participants n'étaient pas encouragés à pédaler plus vite ou plus lentement à aucun moment. La résistance contre laquelle les participants faisaient du vélo était de 0,5 kp.
Pendant les séances de NC, les participants étaient également assis sur le vélo avec leurs pieds attachés aux pédales, mais ils n'ont pas fait de vélo. Au cours de la session NC de 25 minutes, les participants ont engagé une conversation sur leurs habitudes d'activité physique avec le chercheur qui se terminait toujours par le chercheur informant le participant des recommandations d'activité physique post-AVC [ 40 ].
2.6. Analyses statistiques
Les mesures des résultats ont été converties en scores de changement en soustrayant les scores pré-test des scores post-test. Ainsi, un score de changement positif indique une amélioration. De nombreux scores de changement n'étaient pas normalement distribués en fonction de l'état, comme indiqué par les tests de Shapiro-Wilk. Par conséquent, tous les scores de changement ont été transformés en unité inverse (1/x). Tout d'abord, toutes les valeurs ont été multipliées par -1, puis 1 a été ajouté à toutes les valeurs avant l'inversion car il ne peut pas y avoir de 0 au dénominateur. Une fois la transformation terminée, l'ordre des données était identique aux données d'origine. Les scores de changement transformés ont été normalement distribués au sein de chaque intervention, comme vérifié avec les tests de Shapiro-Wilk.
Des analyses de modèles mixtes linéaires (LMM) ont été utilisées pour tester les principaux effets de la séquence et de l'intervention. Les analyses post hoc HSD de Tukey ont été utilisées pour tester les différences entre les scores de changement des trois interventions. Les modèles ont été calculés avec et sans les covariables suivantes : BDI, mois depuis l'AVC et scores MAS. De plus, les scores LEFMA ont été saisis comme covariable pour les scores de changement LEMOCOT et l'UEFMA a été saisi pour les scores de changement BBT. La consommation de caféine avant la visite au laboratoire et les mois depuis l'AVC ont également été inclus comme covariables. La consommation de caféine a été incluse en tant que covariable, car il a été démontré qu'elle améliore les performances motrices globales et qu'elle nuit potentiellement aux performances motrices fines [ 41 , 42 ]. Pour tester les effets intra-intervention, des tests t pour échantillons appariés ont été complétés avec des scores pré- et post-tests, séparément pour chaque intervention.
Ensuite, des modèles de régression linéaire des moindres carrés ordinaires (OLS) ont été calculés pour analyser les associations de RPE, pourcentage de réserve de fréquence cardiaque (% HRR), cadence de cyclisme, LEFMA et UEFMA avec des scores de changement dans les mesures de résultats moteurs, afin d'examiner la effets de la vitesse de mouvement, de l'intensité de l'exercice et de la fonction motrice de base sur le degré de changement des mesures motrices. Ces tendances linéaires ont été analysées séparément pour chaque intervention. Toutes les valeurs β répertoriées ne sont pas standardisées. Nous avons également calculé les coefficients de corrélation Pearson r entre les scores LEFMA et les cadences ACT et VC pour évaluer la relation entre la fonction motrice de base et la cadence de cyclisme. Les analyses ont été effectuées avec SPSS v. 22. La probabilité d'erreur bilatérale de type I a été fixée à α = 0,05.
3. Résultats
3.1. Fidélité du traitement
Aucun événement indésirable n'est survenu pendant ou à la suite des interventions. Les 22 participants ont terminé les trois séances d'intervention et aucune séance n'a été interrompue prématurément. Les paramètres d' intervention sont résumés dans le tableau 2 . La cadence moyenne de l'ACT était de 83,8 ± 23,9 % (moyenne ± ET) plus rapide que la cadence d'échauffement volontaire. Cependant, trois participants n'étaient pas à l'aise de faire du vélo au minimum prescrit de 80 tr/min. Leurs cadences maximales pendant l'ACT étaient de 66 tr/min, 70 tr/min et 74 tr/min, ce qui était encore au moins 73 % plus rapide que leur cadence VC. La cadence VC moyenne était significativement plus lente que la cadence ACT moyenne, mais les fréquences cardiaques ne différaient pas entre ACT et VC (voir tableau 2 ).
3.2. Effets principaux et d'intervention
Les résultats du LMM ne différaient pas selon que les covariables étaient incluses ou non, et aucune des covariables n'était significative. Ainsi, nous ne rapportons que les statistiques des modèles sans covariables. Il n'y avait pas d'effet principal de séquence indiquant qu'il n'y avait pas d'effets de report. Les analyses ont montré un effet d'intervention significatif pour le LEMOCOT du côté parétique (F(2,41) = 3,74 ; p = 0,036) et du côté non parétique (F(2,41) = 16,42 ; p < 0,001) et pour le BBT du côté non parétique (F(2,41) = 11,13 ; p < 0,001). Les analyses post hoc ont montré que le score de changement pour le LEMOCOT du côté parétique était supérieur pour ACT par rapport à NC, mais VC ne différait pas significativement de ACT ou NC. Les changements de score pour le LEMOCOT du côté non parétique étaient plus importants pour ACT et VC par rapport à NC. Enfin, les changements de score pour le BBT du côté non parétique étaient plus importants pour ACT et VC par rapport à NC (voir tableau 3 ). Pour chaque test (LEMOCOT et BBT), il y avait six participants qui n'ont pas pu exécuter une seule touche réussie ou un transfert en bloc pendant le pré-test et le post-test. Ainsi, leurs scores pré- et post-test étaient nuls pour ces tests. Nous avons éliminé les données de ces participants et relancé les analyses de test t des échantillons LMM, post hoc et appariés. Les résultats n'ont pas changé : il y avait des effets d'intervention significatifs pour LEMOCOT-P (F(2,29) = 4,17 ; p = 0,026), LEMOCOT-NP (F(2,29) = 16,08 ; p < 0,001) et BBT -NP (F(2,29) = 7,64 ; p = 0,002), mais pas pour BBT-P (F(2,29) = 0,87 ; p = 0,430). Par souci de brièveté, nous n'énumérerons pas ici les résultats des tests t post hoc et pour échantillons appariés, car ils étaient identiques aux résultats des tests t post hoc et pour échantillons appariés de l'ensemble de données complet. Les moyennes pré- et post-test et les écarts-types pour chaque test par intervention ainsi que les résultats des tests t pour échantillons appariés sont répertoriés dans le tableau 3 .
3.3. Analyses de tendances
Les analyses des tendances ont indiqué ce qui suit pour l'intervention ACT. Une tendance linéaire négative a été trouvée pour les scores de changement RPE et BBT-NP (F(1,19) = 6,01 ; p < 0,05 ; R 2 = 0,23 ; β = -0,91). Une tendance linéaire positive a été trouvée pour la cadence et LEMOCOT-P (F(1,19) = 10,54 ; p < 0,05 ; R 2 = 0,36 ; β = 0,19) ainsi que BBT-P (F(1,19) = 5,91 ; p < 0,05 ; R 2 = 0,16 ; β = 0,16). Concernant l'intervention VC, les analyses de tendance ont révélé une association linéaire négative entre RPE et LEMOCOT-P (F(1,19) = 5,66 ; p < 0,05 ; R 2 = 0,26 ; β = -6,30) et une association linéaire positive pour la cadence et LEMOCOT-P (F(1,19) = 16,02 ; p < 0,001 ; R 2 = 0,45 ; β = 0,16) et pour la cadence et LEMOCOT-NP (F(1,19) = 4,64 ; p < 0,05 ; R 2 = 0,17 ; β = 0,16). Voir la figure 2 pour les tracés des tendances significatives entre les scores de cadence et de changement. Aucune tendance significative n'a été trouvée pour le % HRR pendant l'ACT ou la CV et les mesures motrices. Aucune tendance significative n'a été trouvée pour les scores LEFMA et les scores de changement LEMOCOT-P pour ACT ou VC. Une tendance linéaire positive a émergé pour les scores UEFMA et les scores de changement BBT-P pour ACT (F(1,19) = 6,96 ; p < 0,05 ; R 2 = 0,26 ; β = 0,07) et VC (F(1,19) = 5,37 ; p < 0,05 ; R 2 = 0,20 ; β = 0,08). Les scores LEFMA n'étaient pas significativement corrélés avec les cadences VC (r = 0,293 ; p = 0,175) ou les cadences ACT (r = 0,126 ; p = 0,575).
4. Discussion
4.1. Caractéristiques des interventions et principaux effets des interventions
La cadence ACT moyenne était de 79,5 tr/min et la cadence VC moyenne était de 51,5. Les fréquences cardiaques, % HRR et RPE ne différaient pas entre ACT et VC, mais ces mesures étaient significativement plus faibles pendant NC (voir tableau 2 ). Ainsi, la seule différence apparente entre ACT et VC était la vitesse de mouvement alors que les intensités d'exercice cardiorespiratoire et perçue ne différaient pas.
Les résultats ne soutiennent que partiellement notre hypothèse d'augmentations plus importantes des scores BBT et LEMOCOT après ACT par rapport à VC ou NC. Les principaux effets d'intervention ont indiqué une différence significative entre les interventions pour toutes les évaluations à l'exception du BBT-P. Les analyses post hoc n'ont pas indiqué de différence dans les performances motrices parétiques ou non parétiques des membres inférieurs ou supérieurs entre ACT et VC. Cependant, les scores de changement pour ACT et VC étaient généralement supérieurs aux scores de changement pour NC, à l'exception que les scores de changement entre VC et NC ne différaient pas pour le LEMOCOT-P. Les analyses intra-intervention ont indiqué un effet positif significatif de l'ACT sur toutes les évaluations. Les seules autres améliorations significatives avant et après le test ont été trouvées pour VC sur le membre inférieur non parétique (LEMOCOT-NP) et NC sur le membre supérieur non parétique (BBT-NP). Ainsi, nos résultats semblent montrer des effets plus saillants de l'ACT par rapport à VC ou NC sur les performances motrices non parétiques et parétiques des membres supérieurs et inférieurs. L'amélioration de la fonction du membre supérieur parétique après l'exercice du membre inférieur est cohérente avec d'autres travaux [ 43 ].
D'autres études ont également montré que l'ACT était plus efficace que le VC en ce qui concerne le contrôle moteur des personnes atteintes de MP [ 7 , 23 , 38 , 39 ] ou des personnes atteintes de DS [ 8 , 9 , 11 , 36 , 37 ]. Il convient de noter que les fréquences cardiaques ne diffèrent pas entre ACT et VC quelle que soit l'étude, y compris celle-ci. Il a été émis l'hypothèse que les avantages de l'ACT proviennent de la cadence de cyclisme plus rapide que volontaire et de la stimulation corticospinale afférente accrue associée plutôt que du stress cardiovasculaire ou de l'excitation [ 7 , 17 , 18 , 23 , 44 , 45 ]. Il est également plausible que le plus grand nombre de révolutions pendant l'ACT ait créé un effet d'entraînement qui pourrait être en partie responsable des changements observés [ 21 , 22 ].
4.2. Relations entre les paramètres d'intervention et la réponse aiguë
Les résultats de la présente étude soutiennent partiellement notre hypothèse de relations positives entre la cadence et la performance motrice. Nous avons trouvé des relations linéaires positives entre la cadence ACT et les changements dans les performances motrices parétiques des membres inférieurs et supérieurs. Nous avons également trouvé une relation positive entre la cadence VC et les changements dans les performances des membres inférieurs parétiques et non parétiques. Cependant, il semble que des cadences proches ou supérieures à 80 tr/min soient nécessaires pour que des changements dans les performances motrices parétiques des membres supérieurs se produisent. Ceci est cohérent avec l'absence d'effet du cyclisme à 50 tr/min sur l'excitabilité et la neuroplasticité du cortex moteur post-AVC [ 16 ]. La relation entre la cadence ACT mais pas la cadence VC et les performances des membres supérieurs parétiques indique que des cadences plus rapides que volontaires peuvent être nécessaires pour obtenir des avantages dans les changements de performances motrices globales ou non spécifiques à une tâche.
Contrairement à notre hypothèse, une association linéaire négative significative était présente entre l'EPR et le changement de BBT-NP pour l'intervention ACT et entre l'EPR et le changement de LEMOCOT-P pour l'intervention VC. Ces tendances indiquent que des niveaux plus élevés d'effort perçu peuvent ne pas être bénéfiques pour les changements aigus de performance motrice. Ceci est conforme à une relation négative entre la perception de l'effort et la motricité centrale chez les personnes atteintes du syndrome de fatigue chronique [ 46 ]. Un RPE relativement élevé pendant l'exercice peut entraîner une fatigue centrale [ 47 - 50 ] qui, à son tour, peut avoir compromis la production corticale et sous-corticale [ 46 , 51 ]. On pense que les activités locomotrices sollicitent une grande partie de la capacité de calcul des formations réticulaires, des zones sous-corticales et corticales [ 47 ]. Cette demande pourrait être exacerbée chez les personnes atteintes d'hémiparésie induite par un AVC en raison de difficultés de contrôle des extrémités parétiques [ 50 ].
L'hypothèse d'associations positives entre la fonction motrice de base et le degré de changement de la performance motrice n'est que partiellement étayée. Nous n'avons trouvé aucune relation entre la fonction initiale des membres inférieurs et les changements dans les performances motrices des membres inférieurs après ACT ou VC. Cependant, nous avons trouvé des tendances linéaires positives entre la fonction motrice initiale des membres supérieurs et les changements dans les performances motrices des membres supérieurs. Ainsi, les changements dans la performance motrice des membres inférieurs sont plus probablement attribuables à la vitesse de mouvement pendant le cyclisme plutôt qu'à la fonction motrice des membres inférieurs. Ceci est soutenu par le manque de corrélation de la fonction motrice des membres inférieurs de base avec les cadences de cyclisme ACT ou VC. Cette dernière découverte était contraire à notre hypothèse d'une relation positive entre la fonction motrice de base et la cadence de pédalage.
Nous avons constaté des améliorations significatives des performances motrices du membre supérieur parétique après ACT. Comme mentionné, ces améliorations sont positivement liées à la cadence de cyclisme ACT et elles sont positivement liées à la fonction motrice de base des membres supérieurs. Cependant, il n'existe aucune base théorique pour une relation entre la fonction motrice de base des membres supérieurs et la cadence de cyclisme des membres inférieurs. Ainsi, la cadence du cycle ACT et la fonction motrice de base des membres supérieurs peuvent avoir contribué indépendamment aux améliorations observées des performances motrices des membres supérieurs. Les hypothèses d'un rôle médiateur de la cadence de cyclisme entre la fonction motrice des membres supérieurs de base et les changements post-exercices dans les performances motrices des membres supérieurs sont violées. La violation d'une médiation est due à l'absence de relation, théorique ou statistique, entre la variable indépendante (fonction motrice supérieure ou inférieure de base, respectivement) et la variable médiatrice (cadence de pédalage). Ainsi, la fonction motrice initiale des membres supérieurs et la cadence de cyclisme ont probablement exercé des effets indépendants sur les changements aigus de la performance motrice. L'influence de la fonction motrice de base des membres supérieurs sur les changements dans les performances motrices des membres supérieurs après le cyclisme est également apparue dans l'intervention VC, où l'UEFMA de base et le changement de BBT-P partageaient une tendance positive. Cependant, le changement de BBT-P après VC n'était pas significatif, ce qui indique à nouveau que les cadences VC n'étaient globalement pas suffisantes pour provoquer un changement positif des performances motrices. Cependant, l'influence de la fonction motrice de base sur les changements dans les performances motrices des membres supérieurs et inférieurs semble être limitée car les scores UEFMA et LEFMA ont été saisis comme covariables dans les analyses LMM (effets principaux), mais ils n'ont pas expliqué une quantité significative de variance dans les scores de changement LEMOCOT et BBT, respectivement.
Il est important de souligner que les tendances observées entre les changements de cadence et de performance motrice ainsi que la RPE et la performance motrice ne représentent pas des relations dose-réponse, car la dose n'a pas été manipulée mais plutôt sélectionnée en fonction des caractéristiques des participants, comme une tolérance, et alors maintenu constant. Ainsi, les cadences de cyclisme pendant l'ACT ont été influencées par les préférences des participants. La question de savoir si forcer une cadence ACT ou VC plus rapide sur les participants aurait conféré un plus grand bénéfice reste à répondre. Il semble que l'ACT puisse être plus efficace que la VC pour augmenter fortement les performances motrices, mais peut-être que ce n'est le cas que tant que la cadence de l'ACT ne dépasse pas une certaine limite de tolérance. Les résultats de notre étude semblent impliquer que la cadence ACT partage une relation positive avec les changements aigus de la performance motrice, tant que la cadence ACT est influencée par la cadence cycliste volontaire et ne dépasse pas un certain niveau de confort. Les recherches futures doivent déterminer si une augmentation «involontaire» de la cadence ACT augmente les avantages aigus pour ceux qui, autrement, pédaleraient trop lentement pour connaître des changements de performance positifs.
4.3. Limites
Les essais BBT et LEMOCOT ont tous deux souffert d'un effet plancher. Pour chaque test, il y avait six participants qui n'ont pas pu effectuer même un transfert réussi en bloc ou un contact d'orteil avec le membre parétique, que ce soit au pré- ou au post-test. Ainsi, ces tests peuvent avoir été incapables de détecter des changements chez les participants ayant une fonction motrice très faible. Les tests capables de détecter de très petits changements, tels que les tests d'amplitude de mouvement, devraient être intégrés dans les études futures. Cependant, les changements significatifs avant et après témoignent de l'efficacité de l'intervention malgré six participants qui n'ont ressenti aucun changement détectable.
4.4. Conclusion
L'ACT était faisable et sans danger pour tous nos participants et la fréquence cardiaque moyenne est restée autour de 90 bpm. Ainsi, l'ACT peut ne pas être trop fatigant et permettre des séances d'ergothérapie et de physiothérapie par la suite. Cependant, d'autres mesures de stress et d'effort doivent être surveillées (par exemple, RPE) car elles peuvent être associées à des effets négatifs sur les performances motrices. Il semble que des cadences plus rapides soient associées à de plus grands avantages de performance motrice aiguë et l'ACT semble être un moyen efficace d'accomplir des cadences relativement élevées sans effort vigoureux. Les cadences atteintes pendant la VC étaient inférieures d'environ 28 tr/min à des fréquences cardiaques et des valeurs de RPE similaires.
ACT et VC ont entraîné des augmentations aiguës similaires des performances motrices, bien que les changements semblent un peu plus importants après ACT. Les avantages aigus de la performance motrice après ACT avec les membres inférieurs semblent être globaux, car les membres supérieurs en ont également bénéficié même s'ils n'étaient pas impliqués dans l'exercice.
Les études futures devraient déterminer si l'ACT à des cadences de cyclisme rapides augmente l'excitabilité du cortex moteur de la même manière que la stimulation magnétique transcrânienne et si l'excitabilité ipsilésionnelle ou contralésionnelle est associée à une amélioration des performances motrices du côté parétique. Il convient également de rechercher si l'excitabilité corticale et les modifications des performances motrices sont associées à la puissance de sortie de la jambe parétique et non parétique. Cela pourrait être mesuré via des plaques de force dans les pédales ou des wattmètres bilatéraux. Pour mieux comprendre la variabilité interindividuelle de la récupération motrice en réponse à l'ACT ou au VC, les recherches futures devraient étudier l'effet du cycle des jambes sur l'activation du cortex sensorimoteur controlatéral. Le degré d'activité du cortex sensorimoteur controlatéral en réponse au mouvement passif peut être prédictif de la récupération motrice [ 52 ].
Disponibilité des données
Les données utilisées pour étayer les conclusions de cette étude sont disponibles sur demande auprès de l'auteur correspondant.
Divulgation
Une partie des données de ce manuscrit a été présentée verbalement lors de la réunion annuelle 2017 de la North American Society for the Psychology of Sport and Physical Activity, à San Diego, CA.
Les conflits d'intérêts
Les auteurs n'ont aucun conflit d'intérêts à déclarer, y compris les relations financières, de conseil, institutionnelles et autres.
Remerciements
Ce travail était basé sur la thèse de Simon D. Holzapfel, Ph.D. ( https://repository.asu.edu/attachments/186222/content/Holzapfel_asu_0010E_16736.pdf ), et a été soutenu par le programme de bourses de recherche sur l'athlétisme de l'Organisation des étudiants diplômés et professionnels de l'Arizona State University.
"CITER"
https://www.hindawi.com/journals/rerp/2019/9028714/#results
