Faciliter l'apprentissage implicite pour améliorer la neuroréadaptation lors d'un AVC

Aux États-Unis, une personne subit un AVC toutes les 45 secondes, ce qui entraîne plus de 700 000 nouveaux AVC chaque année et l'AVC est la principale cause d'invalidité chez les vétérans (American Heart Association Statistics Committee et Stroke Statistics Sub-Committee). La grande majorité de ces cas entraînent des déficiences motrices, qui rendent fréquemment les individus dépendants des autres pour leur fonctionnement quotidien (échelle de Rankin modifiée 3-5, voir Lees et al., 2006). Plus précisément, l'hémiparésie des membres supérieurs est la principale cause d'incapacité fonctionnelle après un AVC et la fonction de la partie supérieure du bras explique environ 50 % de la variabilité de la qualité de vie rapportée (Wyller et al, 1997). En tant que tel, l'optimisation de la neuroréadaptation du bras supérieur est un problème critique à résoudre dans la population vieillissante des vétérans.

"La réadaptation, pour les patients, est fondamentalement un processus de réapprentissage de la façon de se déplacer pour répondre à leurs besoins avec succès" (Carr & Shepherd, 1987). Cette déclaration postule que la neuroréadaptation est à la base de l'apprentissage moteur, mais malgré ce principe, la recherche en apprentissage moteur a eu peu d'impact sur la réadaptation après un AVC (Krakauer, 2006). Récemment, il y a eu un intérêt à développer et à tester de nouvelles méthodes pour optimiser la rééducation des membres supérieurs. Les chercheurs du Baltimore VAMC ont été les pionniers des paradigmes de formation axés sur les tâches pour améliorer la mobilité (Macko et al., 2005) chez les personnes victimes d'un AVC chronique. Dans le cadre de cette approche programmatique, de nouveaux programmes de formation en robotique des membres supérieurs ont été développés pour améliorer l'atteinte et la coordination des membres. Cependant, la majorité de ces interventions reposent sur des stratégies d'apprentissage basées sur les erreurs pendant la réadaptation, qui favorisent les connaissances explicites liées aux tâches. Cependant, un corpus de recherche sur l'apprentissage moteur indique que ce n'est peut-être pas la meilleure stratégie pour optimiser l'apprentissage moteur, et donc la neuroréhabilitation.

L'apprentissage basé sur les erreurs implique de recevoir une rétroaction continue du mouvement avec l'intention que l'apprenant apporte des corrections au mouvement en temps réel. Ainsi, l'apprentissage se fait par une série de répétitions dans lesquelles l'apprenant réduit continuellement l'écart entre le comportement idéal et l'observation de son propre comportement. En d'autres termes, l'apprentissage basé sur les erreurs favorise une adaptation pour atteindre le comportement souhaité. En revanche, les stratégies d'apprentissage par conditionnement opérant consistent à ce que l'apprenant ne reçoive un retour sur la qualité de son mouvement qu'à la fin du comportement. Ainsi, l'apprentissage se produit par une série de renforcement du comportement souhaité dans son intégralité, qui est plus sans modèle que l'adaptation subie lors de l'apprentissage basé sur les erreurs. Une distinction principale entre ces deux stratégies d'apprentissage est que l'apprentissage basé sur les erreurs favorise la connaissance explicite de la tâche, tandis que le conditionnement opérant favorise la connaissance implicite (Krakauer & Mazzoni, 2011). Ces deux types de connaissances ont des implications drastiques pour les résultats fonctionnels (c'est-à-dire performances motrices, charge de travail cognitive et rétention).

Avant l'AVC, les fonctions de la partie supérieure du bras telles que l'atteinte et la préhension étaient en grande partie effectuées sans l'utilisation de connaissances explicites. En d'autres termes, les individus en bonne santé consacrent peu d'efforts conscients à la façon dont ils contrôlent leurs membres, ils « le font » simplement. Bien que l'utilisation de stratégies explicites pendant l'apprentissage puisse faciliter le rythme d'apprentissage, si on leur donne suffisamment de temps, les personnes qui ont des connaissances explicites limitées obtiendront de bons résultats (Maxwell et al, 1999). Malgré un rythme d'apprentissage plus lent, le gain d'une réduction de la connaissance explicite de la tâche peut être très avantageux lors de la performance motrice. Notamment, la rétention du comportement appris est plus importante chez les individus qui ont appris dans des conditions qui inhibent les connaissances explicites. Par exemple, Malone et Bastian (2010) ont fait apprendre aux individus une nouvelle tâche de marche (tapis roulant à courroie fendue où les courroies se déplacent à des vitesses différentes) et chez ceux dans lesquels les connaissances explicites étaient limitées, ils ont présenté un apprentissage qui a persisté plus longtemps que ceux qui se sont appuyés sur des connaissances explicites pendant l'apprentissage. . De plus, limiter les connaissances explicites lors de l'apprentissage moteur peut entraîner une réduction de la charge cognitive et le maintien des performances dans des conditions difficiles (Zhu et al., 2011). En conclusion, favoriser les connaissances explicites pendant la rééducation plutôt que le contrôle inconscient (limiter les connaissances explicites) réduit la durabilité de l'habileté motrice nouvellement acquise et consomme des ressources cognitives, qui doivent être disponibles pour d'autres demandes. En tant que tel, le contrôle automatique de ces comportements est essentiel pour effectuer les activités quotidiennes, ce qui suggère que le conditionnement opérant (qui limite les connaissances explicites) est supérieur à l'apprentissage basé sur les erreurs.

Les personnes victimes d'un AVC sont capables d'apprendre des tâches implicitement, bien que le rythme d'apprentissage puisse être retardé par rapport aux témoins sains (Pohl et al., 2001) et retardé davantage en fonction de la gravité de l'AVC (Boyd et al., 2007). De plus, il a été démontré que le simple fait de fournir des informations explicites sur une tâche implicite réduit le taux d'apprentissage et la rétention chez les personnes victimes d'un AVC des ganglions de la base (Boyd et al., 2004 ; Boyd et al., 2006) et endommage les zones sensorimotrices (Boyd et al. ., 2003 ; Boyd et al., 2006 ; Winstein et al., 2003). Bien que ces études soulignent l'importance de limiter les connaissances explicites lors de l'apprentissage, elles ont été réalisées dans le contexte de l'apprentissage de séquences implicites plutôt que du développement de compétences, qui, bien que liées, reposent sur différents aspects de l'apprentissage moteur (Krakauer & Mazonni, 2011, Yarrow et al. , 2009). Dans le contexte de l'apprentissage des compétences fonctionnelles, il a été démontré de manière robuste que le moment / le type de rétroaction affecte le taux d'apprentissage ainsi que la rétention et a été impliqué pour affecter le type de connaissances (Levin et al., 2010). Plus précisément, fournir des commentaires sur l'exécution des tâches moins fréquemment et après l'exécution plutôt que pendant (c'est-à-dire retardé) ont montré qu'ils augmentaient la rétention d'apprentissage et facilitaient probablement l'apprentissage implicite (Cirstea et al., 2006; Winstein et al., 1996). De plus, la rétroaction sur les résultats (connaissance des résultats) plutôt que sur la performance (connaissance de la performance) a montré qu'elle augmentait la rétention et limitait les connaissances explicites (Cirstea et al., 2006 ; Sidaway et al., 2008 ; Winstein, 1991). En conséquence, la proposition actuelle tentera de favoriser la connaissance implicite au cours du développement de la motricité en manipulant le moment où la rétroaction est donnée et le type de rétroaction.

L'objectif de la présente étude est de déterminer l'effet de l'apprentissage basé sur les erreurs par rapport à l'apprentissage par conditionnement opérant sur les résultats critiques de la neuroréhabilitation (c.-à-d. performance après apprentissage, généralisabilité, charge cognitive imposée par la tâche et rétention).