L’UMONS contribue à une théorie inattendue expliquant comment le cerveau choisit nos gestes
Dès aujourd’hui, ce cadre offre des pistes concrètes. Il pourrait aider à mieux comprendre certaines altérations du mouvement, comme celles observées dans la maladie de Parkinson, où la régularité des cycles moteurs est perturbée. Les auteurs ont également montré qu’il permet de prédire le comportement moteur en apesanteur, apportant un éclairage rigoureux sur l’adaptation du système nerveux à des environnements extrêmes.
Contrairement aux objets inanimés, dont la trajectoire est dictée par la mécanique de Newton avec comme conditions initiales la position et vitesse, les systèmes vivants disposent d’une multitude de degrés de liberté. Un même geste peut ainsi être réalisé de nombreuses façons, ce qui pose une question centrale : selon quels principes le cerveau choisit-il une trajectoire plutôt qu’une autre ?
L’étude, publiée dans la revue Frontiers in Applied Mathematics and Statistics, montre que certaines régularités du mouvement humain, comme la loi 2/3 qui relie par exemple la courbure d’un trait sur une feuille de papier à la vitesse angulaire de la pointe du crayon qui dessine le trait, peuvent s’expliquer en supposant que le système nerveux mobilise des principes mécaniques plus riches que ceux de la mécanique newtonienne standard. Cette approche s’intègre naturellement aux modèles de contrôle optimal aujourd’hui utilisés pour comprendre la planification motrice.
« Notre travail montre qu’un geste volontaire n’est pas seulement conditionné par une position et une vitesse initiales, mais qu’il reflète des contraintes mécaniques plus riches, typiques de la physique fondamentale. Les humains semblent exploiter spontanément ces principes pour sélectionner leurs mouvements », explique Nicolas Boulanger, Chef du Service de Physique de l’Univers, Champs et Gravitation de l’UMONS, et membre de l’Académie royale de Belgique.
L’équipe est composée de :
- Nicolas Boulanger, UMONS (Belgique)
- Dr Fabien Buisseret, HELHa (Belgique)
- Dr Olivier White, Université Bourgogne Europe (France)
- Dr Frédéric Dierick, Rehazenter (Grand-Duché du Luxembourg)
SOURCE
- Lien vers l’article original: https://www.frontiersin.org/journals/applied-mathematics-and-statistics/articles/10.3389/fams.2025.1692890/full
- Citation: White O, Buisseret F, Dierick F and Boulanger N (2025) From brain to motion: harnessing higher-derivative mechanics for neural control. Front. Appl. Math. Stat. 11:1692890. doi: 10.3389/fams.2025.1692890
