L’apprentissage Moteur par Réalité Virtuelle

Philippe GILMER

Masseur Kinésithérapeute- Ostéopathe, Formateur-Consultant, Virtualis

« Nous sommes ce que nous faisons de manière répétitive, l’excellence n’est donc jamais un acte mais un habitude » Aristote.

Depuis les années 70 la Réalité Virtuelle, VR, est utilisée lors d’apprentissages gestuels techniques dans les domaines militaires et spatiaux. Les acquis sont transposables à la vie réelle [1] et l’apprentissage peut se renouveler à l’infini avec un risque humain et matériel quasi nul et des bénéfices pouvant être supérieurs. [2] Comment la VR aide-t-elle les apprentissages moteurs en situation pathologique et quels patients pourraient en bénéficier ?

Tout au long de la vie, le système nerveux modifie sa structure et son fonctionnement grâce à la plasticité cérébrale.  Les stimulations sensorielles induisent la régénération des connexions synaptiques et ses effets sur l’organisme façonnent ces interactions afin d’optimiser les réponses motrices. Ainsi, plus les expériences seront bénéfiquement tangibles, plus le cerveau intègrera les réponses motrices [3]. C’est ce phénomène qui permet notamment à un patient amputé d’intégrer une prothèse [4].

La pratique raisonnée en kinésithérapie nécessite 3 phases pour optimiser l’apprentissage moteur [5]. L’apprentissage moteur se construit avant, pendant et après un exercice. Avant de proposer un exercice au patient le praticien doit s’assurer que les conditions soient réunies pour la bonne réalisation de l’exercice : le patient comprend-il la consigne ? Peut-il réaliser la tâche qui lui est demandé ? Ce geste signifie-t-il quelque chose pour le patient et sa réalisation lui sera-t-elle bénéfique ? Un exercice répondant négativement à l’un de ses points mettra le patient en situation d’échec sans bénéfice pour l’apprentissage.

Exemple de rééducation active des membres supérieurs suite à une chirurgie de coiffe des rotateurs
Réalisation d'un geste technique complexe en 3D entièrement créé par le praticien selon les besoins du patient

La VR permet de façonner les exercices sur mesure pour les besoins du patient à un instant donné. On peut modifier à l’infini les paramètres dans l’espace, dans la durée et sa progression, et l’appui sur l’informatique permet d’enregistrer au millimètre et au dixième de degré près. 

Toute progression physique, même infime, pourra ainsi être quantifiée et objectivée. Une fois les conditions de réussite établies, le patient pourra refaire autant de fois que nécessaire, à des moments différents, exactement le même exercice facilitant ainsi l’apprentissage gestuel. [3]

Détournement d'attention lors de la réalisation d'un geste simple pour un patient lombalgique

Le praticien établit, à partir des capacités du patient, des exercices et proposera leur adaptation en temps réel selon ses réactions. Le praticien détermine la quantité, la complexité et l’horaire.

Le patient a besoin d’un retour sur ses efforts. La question : « c’était bien ? » revient souvent. Cette question peut traduire la supériorité du traitement cérébral de la motivation sur la kinésiophobie. L’attention du patient est détournée d’une anticipation de douleur ce qui induit l’inhibition de la sécrétion de cholécystokinine notamment dans les pathologies de douleur chronique [6]. 

La VR va apporter une réponse immédiate à cette question par un affichage de scoring en temps réel. En fin de la séance, elle permet de quantifier un taux de réussite pouvant servir de motivation pour les séances à venir. 

Enfin, l’enregistrement en continu des données des séances réalisées va permettre de quantifier les évolutions au long cours et démontrer au patient, tout comme au prescripteur, les progrès réalisés, même infimes.

La VR thérapeutique est autre chose qu’un simple jeu avec un enchainement d’exercices qui remplace le praticien. Les solutions actuelles permettent une adaptation des paramètres des exercices en temps réel aux capacités du patient : fatigue et douleur. Le praticien garde son expertise et cet outil valorise sa pratique tant auprès du patient, qui reste accompagné, qu’auprès des prescripteurs qui pourront avoir un retour précis sur les progrès du patient.

Ainsi, que ce soit dans les pathologies neurologiques, orthopédiques ou rhumatologiques, la VR apporte une reproductibilité des séances dans le temps et leur modulation instantanée pour s’adapter aux observations cliniques ayant pour objectif la stimulation optimale de la plasticité cérébrale. Il s’agit d’un outil facilitant la prise en charge du kinésithérapeute sans pour autant pouvoir le substituer.

 

Bibliographie

1. Training in virtual environments: Transfer to real world tasks and equivalence to real task training. F D Rose, E A Attree, B M Brooks, D M PArslow, P R Penn, N Ambihaipahan

DOI: 10.1080/001401300184378

2. Virtual Environments for Motor Rehabilitation: Review MAUREEN K. HOLDEN, Ph.D. CYBERPSYCHOLOGY & BEHAVIOR Volume 8, Number 3, 2005

3. The effect of virtual reality-based balance training on motor learning and postural control in healthy adults: a randomized preliminary study. Prasertsakul, T., Kaimuk, P., Chinjenpradit, W. et al. BioMed Eng OnLine 17, 124 (2018). https://doi.org/10.1186/s12938-018-0550-0

4. H. Head and G. Holmes. Sensory disturbances from cerebral lesion. Brain, 34(2-3):102–254, 1911.

5. Principles of motor learning in treatment of motor speech disorders. Maas E, Robin DA, Austermann Hula SN, et al. Am J Speech Lang Pathol. 2008;17(3):277-298.

DOI:10.1044/1058-0360(2008/025)

6. Lombalgie chronique prise en charge par la réalité virtuelle et innovations technologiques. Stéphane FABRI Kinésithérapie Scientifique 2019 ; 611 :11-19