Impact du sommeil

Impact du sommeil

Selon Carskadon et Tarokh (2014), le sommeil fait partie d’une des principales fonctions d’intégration du cerveau. Le sommeil est un facteur ayant un impact important sur le TRS (McClure, Zuckerman, Kutscher, Gregory, & Solomon, 2014).

Les adolescents dorment en moyenne entre 7h et 9h par nuit afin d’être en mesure d’accomplir leurs tâches quotidiennes (Carskadon, 2011; Carskadon et al., 1998). Toutefois, entre 2000 à 2010, le temps de sommeil a diminué d’environ 20 minutes autant chez les adolescents canadiens que chez les adolescents américains (Carskadon & Tarokh, 2014; Chevalier, Rouillard, Simard, & Parent, 2006). Ainsi, la diminution du temps de sommeil à plusieurs conséquences dont entre autres: une augmentation de l’impulsivité et de la prise de risque (O’Brien & Mindell, 2005), une diminution des capacités attentionnelles (Choudhary, Kishanrao, Dadarao Dhanvijay, & Alam, 2016; Paavonen et al., 2009), une altération de la prise de décision (Schnyer, Zeithamova, & Williams, 2009), un impact négatif sur l’humeur et sur les performances scolaires (Owens et al., 2014), diminution de l’attention associé à une augmentation du TRS (Peters et al., 2009) et un risque accru de blessures (Stallones, Beseler, & Chen, 2006).

Impact de l’exercice physique

L’exercice physique peut affecter le TRS (de Ruyter, Olthof, Seidell, & Katan, 2012; Lavallée, 2004). Les participants en bonne condition physique ont un meilleur TRS, comparativement aux personnes sédentaires (Welford, 1980). Les étudiants ayant 18 ans et qui participent à des sports, comme le basketball et le baseball, montre un TRS plus rapide (232 ms), lorsque comparé à un groupe d’étudiants sédentaires pairés (249 ms) (Nakamoto & Mori, 2008).

Impact de l’indice de masse corporel (IMC)

Au cours de la croissance, la physionomie montre une grande variance interindividuelle (Thibault & Rolland-Cachera, 2003). À plusieurs moments dans la croissance, il peut y avoir des prises de poids comme par exemple jusqu’à l’âge d’un an (Thibault & Rolland-Cachera, 2003). Alors qu’à d’autres moments, c’est la taille qui augmentera de manière plus marquée, par exemple de 1 à 6 ans (Thibault & Rolland-Cachera, 2003). Jusqu’à la fin de la puberté, il est donc usuel d’utiliser le percentile de l’IMC pour les analyser. Les valeurs d’IMC présentés dans ce mémoire ont été corrigés en utilisant les percentiles du U.S Centers for Disease Control and Prevention (2000).

L’indice de masse corporel est le ratio de la masse et de la taille au carré. Cet indice permet d’évaluer le risque associé aux maladies liées à un excès ou à une insuffisance de poids (Skurvydas et al., 2009). Les participants ayant un IMC plus élevé (entre 24.9 et 30.0 kg/m2) avait un TRS plus lent que ceux ayant un IMC normal (22.73 – 24.58 kg/m2) ou bas (20.23 à 22.60 kg/m2) (Skurvydas et al., 2009). Les auteurs expliquent, qu’il n’y a aucune corrélation entre la vitesse de transmission de l’influx nerveux et l’IMC. Ces mêmes auteurs, ajoutent que les personnes ayant un IMC élevés sont plus assujettis à avoir des muscles moins développés ce qui pourrait retarder le début du mouvement, donc augmenter le TRS jusqu’à 50 ms (Skurvydas et al., 2009). Deore et coll. (2012) ont comparé les TRS chez des adolescentes classées selon différents IMC : ≤18.49 kg/m2 pour un faible poids, de 18.5 à 22.99 kg/m2, pour un poids normal et ≥23 kg/m2 pour un surpoids/obèse. Lorsque comparées au groupe d’adolescentes de poids normal (209 ms), les adolescentes du groupe ayant un faible poids (225.4 ms) et du groupe surpoids/obèse (232.4 ms) ont montré un TRS significativement plus lent.

Impact de la main dominante

Les hémisphères du cerveau humain sont spécialisés pour accomplir différentes tâches. La latéralisation apparaît lors de l’enfance, le fait qu’on soit gaucher ou droitier a aussi un effet sur le TRS. Les chercheurs ont déterminés que les individus gauchers obtenaient des TRS plus rapide que les individus droitiers (Dane & Erzurumluoglu, 2003). Ceci s’explique par le fait que chez un individu gaucher l’hémisphère droit du cerveau implique d’avantage les relations spatiales donc un TRS plus court (Dane & Erzurumluoglu, 2003; Dane, Hazar, & Tan, 2008).

Effets d’un TRS plus lent

Tel que présenté ci-haut, plusieurs facteurs externes et internes peuvent influencer le TRS. Les effets d’un TRS plus lent sur la vie de tous les jours sont variés. Les adolescents possédant un TRS plus rapide sont enclins à obtenir un meilleur rendement dans plusieurs domaines, tels que le sport, au niveau académique, en danse, en musique, lors de la conduite d’un véhicule ou encore en auto-défense (Aranha et al., 2015). En opposition, un TRS lent est synonyme de performances diminuées dans les domaines présentés ci-dessus (Aranha et al., 2015; Wilkinson et al., 2013).

Outre l’évaluation du TRS chez les enfants de 6 à 12 ans (Leone, 2010) et chez les adultes québécois, ayant 55 ans et plus (Kalinova & Leone, 2009) aucune évaluation et description n’a été réalisée à ce jour chez les adolescents québécois.

Objectif de la recherche proposée

L’objectif de cette recherche est d’évaluer le TRS, chez les adolescents âgés de 12 à 18 ans. Comme objectif secondaire, nous souhaitons évaluer les impacts associés à l’âge, au sommeil et à l’IMC sur le TRS.

Recensions des écrits

Dans ce chapitre, une recension des écrits sera effectuée sur l’impact des stimuli visuel et auditif sur le TRS et contiendra entre autres une description de différents tests utilisés de même que les principaux résultats obtenus pour le temps de réaction.

Impact des stimuli visuel et auditif sur le temps de réaction

Plusieurs études ont vérifié l’impact de différents stimuli sur le temps de réaction. Fondarai et coll. (2009), ont réalisé leur étude en utilisant des stimuli visuel et auditif. Dans cette étude les auteurs ont mesuré le TRS chez 1222 individus âgés de 8 à 76 ans. Pour le test du TRS visuel, les participants devaient être assis devant un ordinateur et appuyer sur une touche du clavier dès l’apparition de la lettre X. À la fin du test, le programme est en mesure de fournir le score obtenu au TRS en effectuant une moyenne des résultats sur 20 essais. Pour le test du TRS auditif, les participants exécutaient un test semblable au précédent, mais avec un stimulus sonore. Le sujet devait appuyer sur une touche du clavier, lorsqu’il entendait le signal sonore (Fondarai et al., 2009). Les auteurs concluent que le TRS, tant visuel qu’auditif, tend à diminuer pendant l’enfance et l’adolescence pour se stabiliser vers 20-25 ans jusqu’à l’âge de 55 ans avec des valeurs de 260 ms pour le TRS visuel et 130 ms pour le TRS auditif. Après 55 ans le TRS augmente, devenant même plus lent qu’à l’enfance (Fondarai et al., 2009). L’étude permet aussi de conclure que le TRS auditif est presque deux fois plus court que le TRS visuel. Finalement, les hommes ont un TRS plus rapide que celui des femmes et ce peu importe leur groupe d’âge et le type de stimulus (Fondarai et al., 2009)

Mesure du temps de réaction chez différentes clientèles

Le TRS est un des déterminants des habiletés motrices (Leone, 2010). Plusieurs études sur le domaine évaluent le TRS chez différentes clientèles. La section suivante contient de brefs résumés de ces études chez des adolescents vivant en situation d’obésité, de trouble de santé mentale et de déficience cognitive.

Le TRS chez les adolescents en état d’obésité

Dupuis et coll. (2000) ont étudié les effets physiques et psychologiques d’un entraînement sportif personnalisé chez des adolescents ayant un IMC situé au-dessus du 97e percentile (Dupuis et al., 2000). L’étude a été réalisée sur 36 garçons âgés de 12 à 16 ans dont 18 étaient inclus dans le groupe témoin (inférieur au 97e percentile) et 18 autres dans le groupe obésité (au-dessus du 97e percentile).

Pendant l’étude, les adolescents participant à un programme d’entrainement personnalisé ont entraîné plusieurs paramètres physiques, dont le temps de réaction, l’endurance, la résistance et la coordination. Cet entraînement progressif et individualisé s’est déroulé sur dix semaines à raison de cinq séances par deux semaines, d’une durée de 30 à 45 minutes. Le test du TRS a été mesuré à l’aide d’un chronoscope et permet de mesurer le TRS auditif puis visuel. Avant le début du programme d’entraînement, les résultats aux tests de TRS ne montraient aucune différence significative entre le groupe d’adolescents en état d’obésité comparativement au groupe d’adolescents témoins. Néanmoins, après les sessions d’entrainement, le temps de réaction auditif moyen était significativement plus rapide que celui du groupe de témoins. Toutefois, le TRS visuel n’était pas différenciable du groupe témoins.

TRS chez les adolescents ayant un trouble de santé mentale (schizophrénie, et dépression) et de déficience cognitive.

Dans l’étude, menée par Czudner et coll. (1967), les auteurs ont évalué le TRS chez les enfants et les adolescents atteints de schizophrénies et de déficience cognitive (Czudner & Marshall, 1967). Dans cette étude, 60 participants étaient répartis en trois groupes: schizophrénies, déficiences cognitives et contrôle. Les participants étaient âgés de 10 à 16 ans, avec un âge moyen de 13.8 ans pour l’ensemble des groupes. L’appareil utilisé pour les tests était un appareil équipé de trois chronomètres en série. Le stimulus était une lumière rouge qui allumait à différents intervalles de temps. À l’apparition de la lumière, les sujets devaient appuyer sur un bouton arrêtant le chronomètre, le temps était noté manuellement. Selon les auteurs, les enfants schizophrènes sont significativement plus lents lorsque comparé aux enfants avec déficience mentale (825 ms vs 320 ms) et aux participants du groupe témoins (253 ms). Finalement les enfants atteints de déficience mentale étaient significativement plus rapides que ceux étant atteints de schizophrénie, ils étaient également significativement plus lents que les participants du groupe témoins.

Matthews et coll. (2008) ont étudié l’effet de la dépression sur les habiletés motrices, incluant le TRS. L’étude incluait 28 filles réparties en deux groupes (G1- n=14 ; âge moyen14.5 ayant une dépression; G2 – n=14 ; âge moyen 14.3 groupe témoins). Les adolescentes étaient soumises au Cambridge Neuropsychological Test Automated Battery (CANTAB) qui incluait le test de TRS simple effectué à l’aide d’un ordinateur. Les auteurs conclurent que le TRS du groupe d’adolescente en situation de dépression est significativement plus lent lorsque comparé au groupe témoins (399 ms vs 325 ms, respectivement). 2.3. Impact de la latéralité sur le temps de réaction Lors de son développement, l’être humain acquiert des habiletés motrices dès son plus jeune âge (Rigal, 2002, 2009). L’évolution de la latéralité est variable d’un individu à l’autre. Selon Ramsay (1980), la latéralité peut se déterminer précocement, c’est-à-dire vers 7 mois. Cependant, c’est vers l’âge de 3 ans que la latéralisation manuelle s’approche de celle de l’âge adulte (Porac, Coren, & Duncan, 1980).

Finalement, selon Gesell et coll. (1947), cette latéralité définitive s’établit vers l’âge de 8-11 ans et les hémisphères du cerveau sont spécialisés pour différentes tâches (Dane & Erzurumluoglu, 2003). Selon les mêmes auteurs, l’hémisphère gauche est responsable des activités verbales et de la logique, tandis que, l’hémisphère droit est responsable de la créativité, les relations spatiales, les émotions, etc. En outre, l’hémisphère droit contrôle la main gauche et l’hémisphère gauche contrôle la main droite. Ainsi plusieurs études concluent dans la même direction, c’est-à-dire que le temps de réaction de la main dominante lorsque comparé à la main non dominante est significativement plus rapide (Dane et al., 2008; Peters & Ivanoff, 1999). Plus encore, si la main gauche est dominante, ce côté est significativement plus rapide lorsque comparé à une main droite dominante (Dane & Erzurumluoglu, 2003).Toutefois, cette règle n’est pas absolue. En effet Bryden (2001), a recruté seulement des participants droitiers. Dans le cas de cette étude particulière, aucune différence significative n’a été obtenue entre les deux mains.

Impact du sommeil sur le temps de réaction

Tel que spécifié précédemment, le temps de réaction est un déterminant des habiletés motrices, qui a été associé à l’état de vigilance (Fondarai et al., 2009). Un des éléments pouvant altérer la vigilance est le sommeil (Carskadon, 1990).

Étude comparative des temps de réaction moyens chez les adolescents

La Figure 5 ci-dessous rapporte les valeurs du TRS des groupes témoins provenant de plusieurs études. La moyenne des TRS des groupes témoins sélectionnés est d’environ 264 ms et la moyenne d’âge était d’environ 15 ans. Certaines études montrent des résultats contradictoires quant à l’effet du sexe biologique sur le TRS. En effet, Czudner et al. (1967) et Louca et al. (2014) n’ont pas observées de différence significative pour le TRS et inversement, Fondarai (2009) et Dane (2003; 2008) ont obtenu des différences significatives pour le TRS selon le sexe biologique.

Méthodologie

Ce chapitre contient une description de la méthodologie de recherche, les mesures réalisées et la description du test utilisé pour évaluer le temps de réaction simple.

Méthodologie de recherche

Les résultats de cette recherche font partie d’un projet existant, ayant reçu l’approbation éthique du comité d’éthique de l’UQAC et qui visait à décrire entre autres les habiletés motrices chez les adolescents. Pour participer au projet de recherche actuel, les adolescents ou le parent, si âgés de moins de 14 ans, ont tous signé un formulaire de consentement. Les sujets visés étaient des adolescents et adolescentes qui fréquentaient deux écoles secondaires de la région du Saguenay Lac-Saint-Jean et étaient âgés entre 12 et moins de18 ans. Afin d’éviter la stigmatisation, tous les adolescents de chaque classe ont participé au projet de recherche. Seuls les résultats des adolescents qui avait consenti et qui répondaient aux différents critères d’inclusions ont été inclus dans la présente étude.

Critères d’inclusion :
 Être inscrits dans les écoles secondaires sélectionnées,
 Être un garçon ou une fille,
 Être âgé de 12.0 à moins de 18.0 ans. (<18)

Critères d’exclusion 

 Troubles neurologiques vestibulaires; (Équilibre),
 Troubles visuels; (Semi-voyant et moins),
 Handicaps physiques; (Respiratoire, cardiovasculaire, arthrite, musculaire),
 Handicaps intellectuels; (Retard mental léger, modéré ou sévère).

Les participants

Initialement, lors de ce projet, il y avait 285 adolescents, âgés de 12 et moins de 18 ans, au moment des tests. Afin de ne faire aucune discrimination ou de la stigmatisation envers les étudiants, tous les adolescents effectuaient les tests (TRS, questionnaire sur le sommeil, mesures anthropométriques). Par contre ceux qui ne répondaient pas aux critères d’inclusions étaient retirés lors de la collecte des données. De plus, pour utiliser les données obtenues lors du TRS, nous avions besoin du consentement parental. Cependant, des parents n’ont pas donné leur accord pour l’utilisation des résultats de leur adolescent de moins de 14 ans (n=27). De plus, certains adolescents étaient absents lors de la journée de la réalisation des tests (n=32). Après avoir retiré tous les participants non éligibles, le nombre de participant s’est établi à un total de 226.

Procédures

La passation des tests a été effectuée dans deux établissements d’enseignement du Saguenay Lac St Jean (SLSJ). Une plage horaire, d’environ 60 minutes, avait été au préalable choisie avec l’enseignant titulaire pour que les adolescents puissent être présents et prêt à exécuter les différentes tâches qu’ils leurs étaient demandés, dont le test de TRS. Les différentes mesures ont été effectuées et supervisées par trois assistants de recherche (étudiants du programme de kinésiologie de l’UQAC). Les étudiants avaient préalablement reçu et pratiqué, dans le cadre de leur formation, les protocoles des différentes mesures.

L’évaluation du TRS

Le test d’évaluation qui permettra de mesurer le TRS est un test qui se réalise à l’aide d’un ordinateur équipé d’un logiciel spécialement conçu à cet effet.

Ce test consiste à mesurer le temps qu’un sujet met à répondre à un stimulus visuel avec une réponse unique. L’adolescent est assis sur une chaise devant un bureau sur lequel est installé l’ordinateur et accompagné par un assistant de recherche. Le test consiste à regarder un écran d’ordinateur qui affiche un écran noir. Ensuite un voyant lumineux, de couleur bleue, tel que présenté à la Figure 6a apparaît à l’écran à des intervalles aléatoires de temps (allant de 2 à 8 sec) différents. Le sujet doit alors appuyer sur la barre d’espacement le plus rapidement possible en utilisant la main dominante. Pour qu’un temps de réaction soit enregistré comme réussi, il doit être réalisé entre 150 et 350 ms (apparition d’un triangle vert tel qu’indiqué à la Figure 6b). Par contre, si le temps de réaction prend plus de 350 ms ou moins de 150 ms (anticipation ou chance), un triangle rouge apparait (voir figure 6c) signifiant une erreur (compilé par le logiciel comme un rejet). Le participant doit réussir 50 essais. Finalement, le système calcul la valeur moyenne du TRS pour 50 essais enregistrés, en millisecondes, ainsi que le nombre d’essais manqués (rejets). Le logiciel a une fidélité de 0.95 (Conners, Epstein, Angold, & Klaric, 2003).

Traitement statistique

Les TRS (ms) et le nombre de rejets, de chaque sujet, étaient initialement exportés dans des fichiers de type Text (.TXT) produits automatiquement par le logiciel de TRS utilisé, à la fin des 50 essais réussis. Ces données ont par la suite été sauvegardées sur le disque dur des ordinateurs et transférées dans la base de données construite dans un fichier Microsoft Office Excel 2007 crypté, contenant l’ensemble des données. Ensuite, les données ont été importées dans les logiciels IBM SPSS Statistics v23.0 et JMP v13.

Tout d’abord, un test d’homogénéité de Levene vérifiant l’égalité des variances des erreurs (F=0.619; ddl1=18; ddl2=207; p=0,882) montre que les groupes sont homogènes. Puis une analyse des variances (ANOVA) des TRS a été effectuée pour évaluer l’effet de l’âge (secondaire 1 à 5), du sexe biologique et des sites géographiques des deux écoles secondaires. Les résultats sont présentés dans le Tableau 1.

Résultats

Ce chapitre présente les résultats obtenus au test du TRS des adolescents de la première à la cinquième secondaire.

Les résultats des adolescents de deux écoles de la région du SLSJ qui ont participé au test du TRS ont été utilisés dans cette recherche. Dans l’école #1, il y avait 107 adolescents, dont 74 garçons et 33 filles. Dans l’école #2, il y avait 119 adolescents, dont 30 garçons et 89 filles. Le Tableau 2 présente les statistiques descriptives des groupes étudiés en fonction du niveau de secondaire.

Temps de réaction simple

La Figure 7 présente l’impact de l’âge (niveau de secondaire) sur le TRS. Nous observons une diminution du TRS entre les secondaires 1 à 5. Pour l’analyse des données les tests non-paramétriques ont été sélectionnées car le modèle ne précise pas les conditions que doivent remplir les paramètres de la population dont a été extrait l’échantillon. Les tests non-paramétriques, étant plus robustes, peuvent être utilisés dans plus de situations. À cet effet, l’utilisation du Rho de Spearman permettra de déterminer s’il y a une dépendance statistique entre deux valeurs. Une valeur p<0.05 montre une différence significative. L’analyse de corrélation de Rho de Spearman montre un effet significatif et négatif entre la variable indépendante et le TRS (Coefficient -0.248; p<0.001; n=226) (voir Tableau 3).

Impact du sommeil sur le temps de réaction

Afin de pouvoir comparer nos résultats, les temps de sommeil ont été classifiés selon trois tranches d’heures de sommeil tel que présenté dans l’étude de McClure (2014). Les tranches d’heures de sommeil se présentent comme suit : heures de sommeil court (<7h), heures de sommeil intermédiaire (7-9h) et heures de sommeil long (>9h).

Les TRS des participants ont été groupés en fonction du nombre d’heures de sommeil auto déclaré, soit moins de 7h, entre 7h et 9h et plus de 9h. Le temps de sommeil total (TST) est le résultat du calcul suivant : (24 – heure du coucher) + heure du lever – la latence au sommeil. Le nombre d’éveils nocturne et la durée de ces derniers n’ont pas été comptabilisés dans ce calcul.

Le Tableau 6 présente les statistiques descriptives des groupes d’adolescents classifiés selon le niveau de secondaire et en fonction du TST. Tel que spécifié dans la section précédente, les garçons et les filles ainsi que les écoles ont été regroupés. On peut remarquer que très peu de participants déclarent dormir moins de 7h (7.1%). Plus de 70.8% des adolescents avouent dormir entre 7 et 9 heures par jour. Finalement, environ 22.1% des adolescents dorment plus de 9 heures par jour. On peut remarquer qu’en 1ère secondaire, le nombre de participants déclarant dormir entre 7h et 9h s’établit à 22 pour terminer à 36 en 5e secondaire. L’augmentation de cette catégorie (sommeil intermédiaire) est principalement due à une diminution d’adolescents rapportant dormir plus de 9h.

Table des matières

CHAPITRE 1 INTRODUCTION : LE SYSTÈME NERVEUX CENTRAL ET LE TEMPS DE RÉACTION 
1.1. PROBLÉMATIQUE
1.2. SYSTÈME NERVEUX
Les tissus nerveux
Les neurones
La conduction nerveuse
Les synapses
Plaque motrice
Tissus musculaires
L’intégration sensori-motrice
Trajet cérébral de l’influx nerveux
1.3. FACTEURS MODULANT LE TEMPS DE RÉACTION
Impact de l’âge et du sexe biologique
Impact du sommeil
Impact de l’exercice physique
Impact de l’indice de masse corporel (IMC)
Impact de la main dominante
Effets d’un TRS plus lent
1.4. OBJECTIF DE LA RECHERCHE PROPOSÉE
Questions de recherche
Plan de présentation de mémoire
CHAPITRE 2 : RECENSIONS DES ÉCRITS 
2.1. IMPACT DES STIMULI VISUEL ET AUDITIF SUR LE TEMPS DE RÉACTION
2.2. MESURE DU TEMPS DE RÉACTION CHEZ DIFFÉRENTES CLIENTÈLES
15 2.3. IMPACT DE LA LATÉRALITÉ SUR LE TEMPS DE RÉACTION
2.4. IMPACT DU SOMMEIL SUR LE TEMPS DE RÉACTION
2.5. ÉTUDE COMPARATIVE DES TEMPS DE RÉACTION MOYENS CHEZ LES ADOLESCENTS
CHAPITRE 3 : MÉTHODOLOGIE 
3.1. MÉTHODOLOGIE DE RECHERCHE
3.2. LES PARTICIPANTS
3.3. PROCÉDURES
3.4. LES MESURES
Les mesures anthropométriques
Questionnaire
L’évaluation du TRS
3.5. TRAITEMENT STATISTIQUE
CHAPITRE 4 : RÉSULTATS 
4.1. TEMPS DE RÉACTION SIMPLE
4.2. IMPACT DU SOMMEIL SUR LE TEMPS DE RÉACTION
4.3. CORRÉLATION DU TRS AVEC LE PERCENTILE D’IMC
CHAPITRE 5 : DISCUSSION 
5.1. IMPACT DE L’ÂGE SUR LE TRS
5.2. IMPACT DU SOMMEIL SUR LE TEMPS DE RÉACTION
5.3. IMPACT DE PERCENTILE D’IMC SUR LE TRS
5.4. LIMITE DE L’ÉTUDE
CHAPITRE 6 : CONCLUSIONS ET RECOMMANDATIONS 
RECOMMANDATIONS 
RÉFÉRENCES