Interest of velocity variability and maximal velocity for characterizing center-of-pressure fluctuations

Intérêt de la variabilité de la vitesse et de la vitesse maximale pour caractériser les fluctuations du centre des pressions

EA 2991 Movement to Health, University Montpellier I, France

Received: 12 April 2011
Accepted: 12 May 2011

Abstract

Postural control has for a long time been considered a position-based process: upright standing is preserved by engaging control processes when position exceeds a given threshold, in order to maintain the vertical projection of the center of mass within the polygon of sustentation. We recently proposed a new hypothesis, according to which postural control is velocity-based, rather than position-based (Delignières, D., Torre, K. & Bernard, P.L. (2011) Transition from persistent to anti-persistent correlations in postural sway indicates velocity-based control. PLoS Computational Biology, 7(2), e1001089). This hypothesis suggests that postural sway is left unchecked until a threshold in velocity is reached. Velocity series appear bounded between two (upper and lower) limits, reflecting this intermittent control. From this point of view, the limits that bound velocity dynamics over time seem particularly relevant for characterizing postural control. In the present paper we show that such velocity-based variables are more sensitive than more classical, position-based variables, for revealing the effects of experimental factors known to affect posture variability.

Résumé

Le contrôle postural a longtemps été considéré comme basé sur un contrôle de la position : la station debout est préservée en engageant des processus de contrôle lorsque la position excède un certain seuil, de manière à maintenir la projection du centre de gravitaé l’intérieur du polygone de sustentation. Nous avons récemment proposé une nouvelle hypothèse, selon laquelle le contrôle postural pourrait être basé sur un contrôle de la vitesse, plutôt que de la position (Delignières, D., Torre, K. & Bernard, P.L. (2011) Transition from persistent to anti-persistent correlations in postural sway indicates velocitybased control. PLoS Computational Biology, 7(2), e1001089). Cette hypothèse suggère que les oscillations posturales ne sont contrôlées que lorsqu’un certain seuil de vitesse est dépassé. Les séries de vitesse apparaissent ainsi bornées par deux limites inférieures et supérieures, reflétant ce contrôle intermittent. De ce point de vue, les limites qui bornent la dynamique de la vitesse semblent pouvoir fournir des variables particulièrement pertinentes pour rendre compte du contrôle postural. Nous montrons dans cet article que de telles variables, basées sur la vitesse, sont plus sensibles que des variables plus classiques basées sur la position, pour révéler les effets de facteurs expérimentaux connus pour affecter la stabilité posturale.