Electromyogrammes des réflexes achilléen et rotulien

Auteur : François Bellart, à partir d'un protocole de Daniel Boys

Objectif de la manipulation Etude de caractéristiques des réflexes myotatiques.
Principe de la manipulation Enregistrer les électromyogrammes obtenus à l'occasion des réflexes achilléen et rotulien afin d'en mesurer les paramètres
Matériel Matériel EXAO : interface Nortek, module amplificateur-isolateur et logiciel Winbio.
Accessoires : marteau à réflexe équipé d'un microphone pour déclencher l'enregistrement,
électrodes cutanées pour électrocardiographie et fils de connexion spéciaux.
Mètre-ruban.
Matériel biologique : un(e) élève !
Produits : éther sulfurique, coton hydrophile, pierre-ponce.
Protocole 1. Effectuer le montage électrique : marteau à réflexes sur l'ampli 3 et électromyographie sur l'ampli 2.
2. Lancer Winbio.
Choisir une manipulation :  Choix de la manipulation :1200 = Phénomènes rapides. OK.
3. Fixer les options : 
Lors de la première utilisation de Winbio pour cette expérimentation, il est recommandé de créer un fichier de configuration : Myotat.cfg, utilisable chaque fois qu'on réalise cette électromyographie.
Si le fichier existe, le charger : Fichier. Charger les options. Myotat.cfg. Valider.
4. Tester la sensibilité du micro : 
Exécution. Lancer la mesure. Frapper modérément sur la table et voir si la mesure est bien déclenchée. 
Ajuster au besoin la valeur du seuil. Excitation. Déclenchement sur un seuil. Front montant de l'ampli 3. Modifier la valeur du seuil, en plus si le déclenchement est trop sensible, en moins s'il est trop difficile. Valider. Tester à nouveau.

5. Pour étudier le réflexe achilléen. 
- L'élève choisi(e) est jambe et pieds nus, agenouillé(e) sur une chaise.
- Placer les électrodes cutanées : pour assurer une bonne conduction, la zone de peau au contact des électrodes doit être débarrassée des cellules mortes à la pierre-ponce et dégraissée avec un coton imbibé d'éther ;
2 électrodes réceptrices vers la base de la partie charnue du jambier postérieur à environ 2,5 cm l'une de l'autre dans le sens longitudinal.
1 électrode de masse sur le côté du genou.
- Relier les électrodes au module amplificateur-isolateur.
6. Exécution. Lancer la mesure. 
Frapper avec le marteau sur le tendon d'Achille, en s'assurant par l'observation d'une réponse d'extension du pied.
Mémoriser.

7. Il est alors possible de réaliser et de superposer plusieurs mesures obtenues
- soit en frappant le tendon d'Achille avec des chocs d'intensité différentes ;
- soit en demandant au sujet de contracter plus ou moins l'antagoniste, c'est à dire de fléchir volontairement plus ou moins le pied.

8. Pour étudier le réflexe rotulien.
-
L'élève est assis(e) sur le rebord d'un table, jambes nues pendantes.
- Placer  deux électrodes cutanées vers la base de la partie charnue du quadriceps de la cuisse, à environ 2,5 cm l'une de l'autre dans le sens longitudinal.
- Garder la même électrode de masse au genou.
9. Exécution. Lancer la mesure. 
Frapper avec le marteau sur le tendon rotulien, en s'assurant par l'observation d'une réponse d'extension de la jambe.
Mémoriser.

10. Superposer à l'électromyogramme du rotulien un électromyogramme obtenu avec l'achilléen.
Pour chaque réflexe, le délai entre le moment de la stimulation (temps 0) et la réponse électrique du muscle, correspond au trajet aller-retour jusqu'au centre nerveux de ce réflexe.
Le délai entre les deux réponses électriques représente le temps nécessaire au message nerveux pour parcourir le supplément de distance entre les points de stimulation de l'achilléen et du rotulien (S) et les deux couples d'électrodes de réception des  réponses (R). 
Ces deux distances peuvent être mesurées approximativement sur l'élève avec un mètre-ruban
.
Pour mesurer ce délai entre les deux réponses électriques : Coordonnées. delta X-Y. Placer les repères au début de chacun des électromyogrammes, et lire sur le pavé de coordonnées la valeur de l'écart (e).
Il est alors possible de calculer la vitesse moyenne approximative du message nerveux : 
V = (R + S)/e

11. Le délai entre le moment de la stimulation (temps 0) et la réponse de l'achilléen correspond au trajet aller-retour jusqu'au centre nerveux de ce réflexe. 
Ce délai est également lu sur le pavé de coordonnées
(t).
Connaissant la vitesse moyenne du message nerveux, il est possible de calculer la distance approximative à laquelle se trouve le centre nerveux : D = (V x t)/2.
Avec un mètre-ruban, vérifier sur l'élève que cette distance est inférieure à sa mesure nuque-talon : le centre nerveux du réflexe achilléen n'est donc pas encéphalique.

Résultats Electromyogrammes de l'achilléen obtenus avec des intensités de stimulation croissantes.
Electromyogrammes de l'achilléen obtenus avec des contractions croissantes de l'antagoniste.
Electromyogrammes de l'achilléen et du rotulien avec les mesures de délai.
Difficultés 1. Le choix de l'élève-cobaye est fondamental. Il est recommandé de sélectionner le candidat en s'assurant de la qualité de ses réflexes en dehors de toute mesure EXAO avec un marteau à réflexes ordinaire.
L'expérience montre que les meilleurs résultats sont obtenus avec un sujet plutôt maigre et sportif... Mais il est toujours très délicat psychologiquement d'écarter un ou une volontaire sur des particularités physiques...
2. Pour éviter tout phénomène inconscient d'inhibition ou de facilitation d'origine encéphalique, l'élève cobaye ne doit jamais regarder l'expérimentateur ou l'écran.
3. On peut en plus détourner les influences encéphaliques involontaires du sujet en lui demandant d'appuyer sur les deux paumes de ses mains jointes face à lui, ou au contraire de tirer sur ces deux mains crochetées par leurs doigts.
4. La position des électrodes conditionne également la qualité des enregistrements. Ne pas hésiter à les déplacer au besoin.
5. Bien vérifier les contacts et la connectique.
Obligations L'emploi de l'amplificateur-isolateur est obligatoire pour être en accord avec les règles de sécurité.
Remarques Penser à posséder au laboratoire un short de taille universelle à prêter à l'élève-cobaye.
Avantage
Manipulation motivante avec enregistrement direct (sans l'intermédiaire de capteurs) du phénomène étudié
Inconvénient
Il faut disposer d'un amplificateur-isolateur et d'un marteau à réflexe par poste pour pouvoir faire réaliser l'expérience par les élèves.

Temps de
réalisation :
30 minutes
Temps de préparation : 
5 minutes de montage par poste

Coût

5 électrodes ECG par élève : environ 2 F par électrode, soit 10 F par élève
Manipulation
Facile après entraînement

Sensibilité
Bonne

Danger

Certains élèves sont très sensibles aux odeurs d'éther. 
Manipuler rapidement, avec de petites quantités et éliminer tout de suite les cotons imbibés.

 

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