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Rôle de la vision dans le contrôle de l’équilibre postural

Il est aujourd’hui bien établi que les informations visuelles jouent un rôle essentiel pour le maintien de l’équilibre postural. Pour s’en rendre compte, il suffit de se tenir debout et de fermer les yeux. L’absence d’entrée visuelle se traduit alors, chez la plupart des sujets, par une augmentation notable de l’instabilité posturale. Depuis les travaux fondateurs de Romberg (1840), les nombreuses études réalisées dans ce domaine ont permis de mieux décrire les interactions entre la vision et de contrôle de la posture. Cependant, même si cette relation est mieux comprise, elle demeure complexe et difficilement prédictible.

Opto Genius vous présente la particularité et la complexité de ces interactions visuo-posturales, notamment dans un contexte où, à l’instar de la vie quotidienne, le sujet ne doit pas uniquement contrôler la stabilité de son corps dans l’espace mais aussi réaliser une autre tâche, cognitive par exemple.

Comme vous le savez tous, la vision n'est pas seule à intervenir dans le maintien de notre corps dans l'espace. Nous avons également un véritable stand d'informations qui nous vient de notre système vestibulaire, et ce sont ces informations qui vont nous renseigner sur les mouvements de notre tête dans l'espace.

Nous avons également un très large panel d'informations qui nous vient de tout notre corps. Notre système proprio réceptif, ou encore somatosensoriel va nous informer sur l'état de tension de nos muscles, de nos tendons, etc.

Toutes ces informations convergent pour nous donner une appréciation de la position de notre corps dans l'espace. Cette information étant très copieuse et diffuse, se pose donc la question de savoir comment plus ou moins utiliser telle ou telle information.

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La question est donc celle-ci : quel est le rôle de la vision dans ce contrôle postural ?

La question paraît assez facile, voire un peu triviale, mais la réponse est beaucoup moins évidente.


C'est ce que Opto Genius va vous montrer maintenant.

Deux grandes difficultés se présentent lorsque l'on étudie le rôle de la vision dans le contrôle postural.


1. La variabilité intra-individuelle lorsque nous prenons le cas d’une personne ; en effet, en fonction des conditions dans lesquelles elle sera testée, nous allons avoir des résultats drastiquement différents.

Voici quelques exemples de facteurs qui vont modifier le rôle de la vision dans le contrôle postural, par exemple si on change les conditions de stimulation visuelle :


• Des stimulations plus ou moins floues (Anand et al. Oph Phys Opt 2002)

• Varier le contenu en fréquences spatiales des scènes (Kunkel et al. Exp. Brain Res. 1998)

• Si on change la distance d'observation (Stoffregen et al. JEP HPP 1999)


Tous ces facteurs vont modifier le rôle de la vision dans le contrôle postural.

Nous observons également des changements en fonction de la tâche demandée au sujet, par exemple, si on lui demande juste de se tenir debout sans bouger, ou si on ajoute une tâche cognitive à réaliser ; comme une tâche de mémorisation par exemple, ou une tâche de lecture. (Ramenzoni et al. Gait Posture 2007)

On observe également des changements si on fait varier la charge attentionnelle. (Weeks et al. Gerontology 2003)

2. La variabilité inter-individuelle. Nous sommes tous différents quant au rôle de notre vision dans le contrôle postural.


En fonction de l'expertise sportive, le rôle de la vision va être différent. Les gymnastes, les surfeurs, les escrimeurs, etc. possèdent des compétences posturales particulières (Vuillerme et al. Neurisci. Lett. 2001). De ce fait, le rôle de leur vision va être amoindri en comparaison des gens qui n'ont pas d’expertise sportive particulière.


Un autre facteur est l'effet de l'âge, dont on connaît l’impact sur rôle de la vision dans le contrôle postural. Ce rôle change avec l'âge, et notamment au-delà de 65 ans.

En effet, il a été démontré que passé cet âge, la vision devient beaucoup plus importante pour pouvoir continuer à exercer le plein contrôle de notre corps dans l'espace que lorsqu'on est adulte (Lord, Menz, Gerontology, 2000).

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Présentation des recherches

Beaucoup de travaux ont été réalisés dans ce domaine, l’objectif étant d’améliorer continuellement nos connaissances sur ce sujet, et plus particulièrement sur ces différents facteurs, intra et inter individuels, sur le rôle de la vision dans le contrôle postural.

Pour effectuer ces travaux, les chercheurs utilisent un environnement de réalité virtuelle.

Ce sont des boîtes d'immersion dans lesquelles les sujets sont positionnés pour simuler un environnement tridimensionnel.


Des stimulations visuelles vont apparaître sur les différentes faces de la boîte ainsi que sur le sol. Le sujet est à ce moment-là complètement immergé dans un environnement 3D, muni de lunettes à cristaux liquides pour appréhender la profondeur. On va ensuite positionner des marqueurs infrarouges et des caméras pour suivre les déplacements de sa tête dans l'espace et par ce biais, mesurer la stabilité du corps dans l'espace.

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Les paradigmes utilisés pour ces travaux sont assez simples. On place le sujet dans cet environnement 3D et on lui présente des stimuli en mouvement. Puis on mesure leurs effets sur la posture de l’individu.

Pour mesurer la réaction posturale, on compare la stabilité posturale en statique par rapport à la stabilité posturale avec une stimulation en mouvement.



Différents types de stimulus visuels sont utilisés, comme des oscillations de gauche à droite, ou comme une variation de la structure du sol, en circulaire, etc.

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Facteurs intra-individuels

1. Influence du champ visuel.


On cherche à déterminer quel est le rôle relatif du champ visuel central par rapport au champ visuel périphérique sur le contrôle postural.



On utilisera donc différents paradigmes circulaires en fonction de la stimulation du champ visuel central.

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Les résultats obtenus sont les suivants : 

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Piponnier, Hanssens, Faubert, Journal of Vision 2009

C4° signifie une stimulation centrale à 4° centraux. Ce n’est pas très élevé.

P4° signifie une stimulation périphérique à 4° périphérique.

L’axe des ordonnées correspond à l’instabilité de la personne.

L’axe des abscisses correspond à la fréquence des oscillations.

On se rend compte qu’il faut au moins 15° en stimulation centrale pour obtenir une différence entre le statique et le dynamique.

En stimulation périphérique et sans stimulation centrale, on observe par contre une forte instabilité posturale dès 4°.


Le bilan de cette étude démontre que la réaction posturale est principalement engendrée par la stimulation visuelle périphérique.

2. La fréquence d'oscillation

On observe que plus on augmente la fréquence du stimulus, plus l’instabilité augmente, jusqu’à atteindre un plateau entre 0,12 et 0,5 Hertz. Puis, si on continue à augmenter la fréquence du stimulus, on voit que le corps ne réagit plus, le corps décidant de ne plus suivre la stimulation qui est trop rapide pour avoir une réaction posturale efficace.

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Hanssens, Allard, Giraudet, Faubert, Exp. Brain Res. 2013

3. Ajout d'une tâche cognitive


Pour toutes les expériences décrites ci-dessus, le sujet se tient uniquement debout, et la consigne est de fixer un point central en face de lui.

D’autres expériences sont ensuite menées avec l’ajout d’une tâche cognitive sur le sujet pour une seconde mesure de l’effet des stimuli visuels..

La première expérience est appelée tâche de Stroop. Ici, on va demander au sujet la couleur du mot qui s’affiche.

Vert, Gris, Blanc, Bleu, Orange, Rouge, Noir, Rose.

L’affichage des mots est de plus en plus rapide, augmentant la difficulté du test.

Les résultats obtenus indiquent qu’en stimulus statique, on a une différence significative de stabilité entre la fixation d’un point et la lecture de la couleur, mais quasiment pas de différence entre la lecture du mot et de la couleur correspondante (bleu), et de la tâche de Stroop (rouge).

Avec un stimulus en mouvement, étonnement : il n’y a quasiment pas de différence entre le stimulus central fixe et la tâche de lecture. Il n’y a donc pas d’augmentation de l’instabilité avec la tâche cognitive.

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 Giraudet, Blin, Faubert, Gait and Posture 2015        

Ce phénomène est souvent retrouvé dans la littérature nommé Posture First. C’est-à-dire que les gens vont se fixer comme priorité de maintenir leur posture. Ils n’ont pas les ressources nécessaires pour en même temps maintenir leur posture et effectuer la tâche cognitive, ils se concentrent donc sur la gestion du corps dans l’espace.

Quand on observe le temps de réponse au test, on voit en effet que ce temps est bien plus élevé avec un stimulus en mouvement qu’un stimulus en statique. Les sujets gardent leurs ressources pour gérer leur corps dans l’espace, et répondent de façon beaucoup plus lente au test.

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Giraudet, Blin, Faubert, Gait and Posture 2015

Les facteurs inter-individuels

1. Effet de l'âge


On observe dans la littérature qu’après 65 ans, le rôle de la vision dans le maintien d’une bonne posture augmente.


Mais à quel âge exactement observe-t-on une plus grande dépendance visuelle ?

En comparant de jeunes adultes entre 20 et 30 ans et des presbytes entre 40 et 65 ans, on observe que le rôle de la vision sur la posture est plus important chez les presbytes.

On observe aussi que la dépendance visuelle chez les jeunes est assez regroupée, alors que chez les presbytes, cette dépendance visuelle a une grande disparité .

Certains presbytes ont les mêmes capacités que les jeunes, tandis que certains autres ont une grosse dépendance visuelle.



Pour les sujets presbytes, peut alors se poser la question de l’influence du changement de réfraction trop brutal pour les personnes ayant une grande dépendance visuelle.

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Poulain, Giraudet, Gait and Posture, 2008

On peut aussi observer la dépendance de la vision dans le contrôle postural chez les enfants.

On peut en effet avoir le sentiment que les jeunes enfants sont très influencés par leur environnement visuel.

On observe différents groupes d'âge, de 5-7 à 8-11 ans, puis ceux de 12-15 ans et enfin les adolescents.

On les place dans le même type d’environnement 3D que l’on a observé précédemment.

On observe que plus le sujet est jeune, plus la vision joue un rôle important dans le contrôle de la posture. Plus la fréquence de mouvement augmente, plus l’instabilité augmente. On observe ainsi de grandes différences si on augmente la fréquence de mouvement à 8-11 ans et 12-15 ans, puis vers l’adolescence, l’instabilité n’augmente quasiment pas, même si on augmente la fréquence.

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Greffou, Bertone, Hanssens, Faubert, Journal of Vision 2008

2. Effet de l’amétropie

Ici, on veut observer s’il existe une différence du rôle de la vision dans le contrôle postural entre les myopes et emmétropes.

Les myopes portent des lentilles de contact, et on peut voir une différence de réaction entre les deux types d’amétropie.

On observe que les myopes ont une moyenne d’instabilité d’environ 35 %, augmentée avec un stimulus en mouvement, alors que les emmétropes ne sont que 10 % à se sentir instables.

En ajoutant des déformations de l’environnement, on voit aussi que les deux amétropies réagissent tout à fait différemment.

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Sayah, Asaad, Hanssens, Giraudet, Faubert, IOVS, February 2016

En synthèse des derniers travaux, on a confirmé et trouvé de nouveaux paramètres dans le rôle de la vision dans le contrôle postural.

Paramètres intra-individuels :

- Champ visuel stimulé

- Fréquence d’oscillation

- Tâche cognitive (Stroop ; reconnaissance de lettres ; suivi de cibles en mouvement)

- Conditions de visualisation des stimuli avec un casque VR (2D/3D)

- Saccades oculaires

- Auditions (avoir accès à une information auditive ambiante aide à se repérer dans l’espace)

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Paramètres inter-individuels :

- Groupes d’âges

- Personnes âgées « fragiles » (qui ont déjà chuté précédemment pour des raisons inexpliquées)

On observe que ces personnes ont un comportement postural différent.

- Catégorie d’erreur réfractive

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