Electrical stimulation and muscle lengthening : Effects on the neuromuscular system
Stimulation électrique et étirement musculaire : Effets sur le système neuromusculaire
Résumé
The aim of this thesis was to evaluate the effects of combining wide-pulse neuromuscular electrical stimulation (NMES WP) with muscle lengthening on force production and the neuromuscular system. This work is based on the hypothesis that the preferential activation of afferent pathways induced by NMES WP would be maximized by the superimposed muscle lengthening and would impact force production. The first three studies of this thesis aimed to identify the optimal conditions for this combination by modulating the speed and amplitude of the stretch, as well as the stimulation parameters. Results of these studies showed that: i) when high stimulation frequencies are used (100 Hz), a lengthening on a 10°-amplitude is sufficient to increase the evoked force regardless of lengthening speed. To obtain the same effect when low stimulation frequencies are used (20 Hz), the ankle position must be held in the stretched position. ii) To benefit from the effect of lengthening on force production, activation of afferent pathways must be significant beforehand, and iii) the addition of lengthening during repeated stimulation trains allows a preserved evoked force throughout the stimulation trains. The effect of combining NMES WP with muscle lengthening seems to be attributable to increased afferent pathway activation.
L'objectif de cette thèse était d'évaluer les effets de la combinaison de la stimulation électrique neuromusculaire (NMES) de type wide-pulse (WP) et de l'étirement musculaire sur la production de force et le système neuromusculaire. Ce travail s'appuie sur l’hypothèse que l’activation préférentielle des voies afférentes induite par la NMES WP serait maximisée par l’ajout de l’étirement musculaire et aurait un impact sur la production de force. Les trois premières études de cette thèse ont cherché à identifier les conditions optimales de cette combinaison, en modulant la vitesse et l’amplitude de l’étirement ainsi que les paramètres de stimulation. Les résultats de ces travaux ont montré que : i) lorsque les hautes fréquences de stimulation sont utilisées (100 Hz), un étirement d’une amplitude de 10° est suffisant pour augmenter la force évoquée, indépendamment de la vitesse d’étirement. Pour obtenir le même effet lorsque les basses fréquences de stimulation sont utilisées (20 Hz), la position de la cheville doit être maintenue étirée. ii) Pour bénéficier de l’effet de l’étirement sur la production de force, l’activation des voies afférentes doit être préalablement importante et iii) l’ajout de l’étirement lors de trains de stimulation répétés permet le maintien de la force évoquée au cours des trains de stimulation. L’effet de l’application combinée de la NMES WP et de l’étirement musculaire semble être attribuable à une sollicitation plus importante des voies afférentes.
Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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