Muscle weakness is not solely responsible for the movement characteristics of the paretic upper limb
La perte de force n’est pas seule responsable des caractéristiques du mouvement du membre supérieur parétique post-AVC
Résumé
To compensate for the reduced capacity of the post-stroke paretic upper limb, the anterior and lateral deltoid muscles are often maximally activated in post-stroke reaching, suggesting that paretic movement characteristics are related to antigravity muscles weakness. Here we test this causal relationship in healthy participants: we hypothesise that a lower force-over-weight ratio of the arm would underlie the movement characteristics in stroke patients. In a seated manual reaching task, we compared the movement kinematics of 22 stroke patients to those of 24 healthy participants with a reduced force-over-weight ratio of the arm (the hand being weighted at 85% of maximal voluntary contraction). For all participants, the side with the reduced force-over-weight ratio showed 1) excessive spontaneous trunk use (anterior flexion and axial rotation), reversible in the maximal condition and 2) longer movement time in all conditions. For stroke patients, there is a greater spatial end-error, in the spontaneous and maximal conditions and for both limbs. Healthy participants with the loaded arm show a reorganisation of coordination, an increase in movement time and non-use of the shoulder and elbow similar to that of post-stroke paretic movements. However, only the stroke patients show an increase in the segmentation of the paretic arm movement and a decrease in the accuracy of both limbs (paretic and non-paretic). Our results indicate that the characteristics of paretic movements are due to a weakness of the antigravity muscles, but also to a post-stroke control strategy that seems to rely more on feedback than on anticipation.
Pour surmonter la capacité réduite du membre supérieur parétique post-AVC, les muscles deltoïdes antérieur et latéral sont souvent activés au maximum lors de l’atteinte post-AVC, ce qui suggère que les caractéristiques du mouvement parétique sont liées au manque de force des muscles antigravitaires par rapport au poids du membre supérieur parétique. Ici, nous testons cette relation de cause à effet chez des participants en bonne santé : nous émettons l’hypothèse qu’un rapport force / poids du bras plus bas serait à l’origine de caractéristiques du mouvement des personnes après un AVC. Dans une tache d’atteinte manuelle en position assise, nous avons comparé la cinématique des mouvements de 22 patients parétiques à ceux de 24 participants sains ayant un rapport force / poids réduit (la main est lestée à 85% de la contraction volontaire maximale). Pour tous les participants, le côté au faible ratio force / poids présente 1) une utilisation spontanée du tronc excessive (flexion antérieure et rotation axiale), réversible en condition maximale et 2) un temps de mouvement supérieur dans toutes les conditions. Pour les patients parétiques, on observe une plus grande erreur spatiale à l’arrivée, en condition spontanée comme maximale et pour les deux membres. Les participants sains au bras chargé montrent une réorganisation de la coordination, une augmentation du temps de mouvement et une non-utilisation épaule-coude similaire à celle des mouvements parétiques post-AVC. Cependant, seuls les patients atteints d’un AVC ont une augmentation de la segmentation du mouvement du bras parétique et une diminution de la précision des deux membres (parétique et non parétique). Nos résultats indiquent que les caractéristiques du mouvement parétique sont dues à une faiblesse des muscles antigravitaires, mais également à une stratégie de contrôle post-AVC qui semble reposer en plus grande partie sur les retours d’informations au détriment de l’anticipation.