Acquisition et Traitement des Données Multi-dimensionnelles

Cette UE a pour objectifs 1) de décrire la démarche scientifique, 2) de connaitre les différents plans d’études scientifique, 3) de connaitre la structure d’un article scientifique et le processus de publication, 4) de savoir analyser un article scientifique, 4) de savoir réaliser une synthèse à partir de plusieurs articles scientifiques sur une problématique précise.

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Cette UE aborde la fatigue liée à l'effort et qui se traduit par l'incapacité à poursuivre ou réaliser une tâche motrice ou un effort à un niveau prédéterminé.

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L’UE déchiffre les mécanismes de contrôle de la motricité humaine depuis trois niveaux d’analyse : le niveau fonctionnel qui décrit la motricité dans son ensemble et détermine les sous-systèmes qui y participent et leurs fonctions, le niveau computationnel qui explique la motricité au travers de règles formelles, et enfin le niveau neurophysiologique qui décrit la réalisation neuronale de la motricité.

L’UE est transdisciplinaire, intégrant les disciplines du contrôle moteur, des neurosciences et de la biomécanique. L’UE s’attache à appliquer les contenus aux domaines de la santé et du sport et à apporter aux étudiants une compréhension concrète de la motricité.  

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Cette UE vise à :

1/ présenter un état des lieux des connaissances scientifiques actuelles sur les liens entre la pratique d’activité(s) physique(s) et le bien-être psychologique

2/ présenter (et discuter) les mécanismes explicatifs de ces relations, en se centrant sur (a) des mécanismes de nature psychologique et psycho-sociologique, et (b) le rôle de l’intervenant

L’étudiant sera amené à étudier la littérature (scientifique et professionnelle) existante sur cette thématique.

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Introduction à la notion de modèle et utilisation de modèles biomécaniques simples pour l’analyse de la contraction musculaire et du mouvement humain (statique, quasi-statique et dynamique) : modèle musculaire, modèle masse-ressort, modèle mono-articulaire.

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Initiation à la programmation informatique sur Python pour l’analyse de la motricité humaine. 

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Cette UE vise à introduire la notion de datavisualisation en présentant les règles de base de datavisualisation et en étudiant différentes approches simple de datavisualisation à partir de différents jeux de données. L’objectif est de savoir quels sont les éléments à prendre en compte pour visualiser des données à partir de données brutes, quelles sont les principales étapes pour la réalisation de ces visualisations avec des études de cas basées sur les exemples les plus courantes concernant les données qualitatives, quantitatives, temporelles et spatiales. Une approche pratique sera faite sur ggplot2 (R).

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Activités orales et écrites  autour des thèmes relatifs à chaque parcours du master STAPS.

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Cette UE a pour objectif de développer chez les étudiants des compétences de créativité, de collaboration et de pensée critique pour les préparer à imaginer des solutions innovantes aux grands défis sociétaux de demain. Elle se déroule majoritairement sous forme d’ateliers et associe une démarche de recherche et une démarche d'exploration de solutions innovantes pour répondre à la demande d'un commanditaire (entreprise, collectivité locale, service public, association, équipe de recherche). Ce travail s’effectue par groupe de 4-5 étudiants.

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Cette UE vise à donner aux étudiants un aperçu théorique et pratique des outils méthodologiques (intérêt, validité, limites) liés au traitement des données multi-dimensionnelles relatives à la motricité. Les statistiques descriptives (visualisation simples de données, principales estimations de tendance centrale et de dispersion des données…) mais aussi inférentielles (test de relation entre variables vs. test de différence entre les groupe ; tests paramétriques vs. non-paramétriques ; notion de puissance statistique vs. sisque…) seront abordées.

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L'objectif de cet enseignement est d'accompagner les étudiants du Master STAPS à préparer les premières étapes de leur insertion dans le marché du travail. Pour ce faire, ce cours se déroulera sous forme de coaching (d'accompagnement) pour éviter certains écueils et pour optimiser l'usage des nouveaux outils d'internet.

Il sera question de préparer les étudiants à l’importance :

- d’anticiper le choix d'un métier ou d'un secteur dès son premier stage de Master

- de ne pas se reposer uniquement sur le diplôme

- de ne pas se limiter aux supports classiques de recherche d'emploi

- de valoriser ses expériences et ses projets réalisés durant sa formation

- d’optimiser l'usage des réseaux sociaux d'internet dans sa communication et sa recherche d'emploi.

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Cette unité d’enseignement aborde les notions élémentaires du signal et des techniques de traitement dans le cadre d’une approche expérimentale de l’analyse du mouvement humain.

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Concevoir un questionnaire en Sciences Humaines et Sociales (SHS) et acquérir les bases nécessaires à la réalisation de recherches quantitatives.

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Atteindre le niveau B2 du CECRL (Cadre Européen Commun de Référence pour les Langues) en production orale et prise de notes en anglais.

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Les grands principes des statistiques inférentielles et des tests d’hypothèse seront traités en CM.Une mise en application sera effectuée en TD sur la base de données tirées d’études dans le champ des AP, à partir de l’interface gratuite Jamovi (et R au besoin).

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Cette UE prolonge l'UE Fatigue et Motricité A vue en M1. Elle aborde les notions actuelles d'adaptation de l'organisme et des systèmes musculaire et cardio-respiratoire en lien avec des changements de l'environnement ou du micro-environnement, la notion de bon vs. mauvais répondeur à l'exercice chronique, le stress oxydant et la performance.

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Cette UE consiste en un apport théorique et à un approfondissement, dans le domaine des neurosciences cognitives et comportementales, du contrôle de la motricité. A travers la présentation d’arguments théoriques et de différents modèles d’analyse de la motricité humaine, elle vise à apporter des bases de réflexion et des outils nécessaires pour mettre en œuvre une démarche de recherche en STAPS, ou pour élaborer une stratégie d’intervention aussi cohérente et efficace que possible dans les différents domaines de la motricité humaine.

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Alors que les bienfaits de l'activité physique pour la Santé ont été soulignés dans de nombreux travaux, une majorité d’adultes n’atteint pas les recommandations en matière d’activité physique bénéfique pour la santé (APBS) et un grand nombre ne sont pas assidus ou décrochent des programmes de réhabilitation dans lesquels ils sont inscrits. Promouvoir l'engagement dans les AP constitue donc un défi important. Ce cours est destiné à apporter des ressources essentielles à tout étudiant désirant comprendre les principes psychologiques qui sous-tendent l'engagement dans les APBS. A partir d’une revue des modèles et travaux contemporains, l’objectif est d’identifier des variables motivationnelles associées à l’AP (les cibles) et des techniques de changements de comportement pour les faire évoluer (les leviers), afin de pouvoir conceptualiser des interventions destiner à promouvoir l’engagement dans ou le maintien d’une APBS.

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Méthodologie de la recherche pour appréhender les différents niveaux d'exploration de la motricité humaine et des effets de l'exercice (méthodes d’acquisition des données brutes, d’interprétation, et de restitution des résultats). L'objectif est de fournir des données théoriques et pratiques relatives à l'acquisition et au traitement de signaux biologiques (EEG, Actigraphie, EMG, cinématique, cinétique, signaux physiologiques, etc).

1/ Activité neuronale liée au mouvement (3h)

Dans cette première partie de cours, des notions sur l’électrophysiologie pour une acquisition du signal neuronal seront abordées. Les différents niveaux d’étude de l’activité neuronale seront expliqués : du neurone à la population de neurone. Les différents moyens de corréler l’activité neuronale avec le mouvement seront aussi abordés au travers d’exemple issus d’articles scientifiques.

2/ L’analyse du mouvement (9h)

Dans cette deuxième partie du cours, les différents moyens d’analyser le mouvement seront expliqués dans deux domaines d’application, la biomécanique du geste , et les neurosciences motrices et cognitives  Une introduction dans chaque domaine permettra de définir termes, contextes, exigences et intérêts d’application de l’analyse 3D du mouvement via la présentation des différents dispositifs des données de mouvement et signaux physiologiques associées utilisés en neurosciences et biomécanique du mouvement. Seront ensuite présentées les méthodes de mesures et procédures d’analyse et traitement du signal, (1) d’un point de vue neuroscientifique à partir de protocoles de perturbation-adaptation motrice avec interprétation des données cinématique du geste pour une caractérisation du contrôle sensorimoteur et cognitif de la motricité, et (2) d’un point de vue biomécanique à partir des techniques de conversion du signal et des protocoles d’analyse biomécanique du geste pour l’Interprétation des données cinétiques et électromyographiques.

3/ L’IRM fonctionnelle  (3h)
Un cours portera sur la présentation de l’IRM fonctionnelle qui est une autre technique pour étudier l’activité cérébrale en lien avec le mouvement. Une explication sur l’origine du signal IRM et le principe de l'IRM fonctionnelle (BOLD) sera faite. Puis des exemples de méthodes expérimentales et d’analyse des données pour la production de cartes d'activations cérébrales sera faite.

4/ Exploration physiologique de la réponse à l'exercice et de ses effets (3h)

Enfin, dans la logique d’avoir une étude complète de la commande à l’effecteur, les méthodes d’analyses des effets de l’exercice seront abordées. Cette partie de cours expliquera les bonnes pratiques de laboratoire à mettre en place pour étudier la physiologie du muscle, les différents types de modèles en physiologie. Enfin, deux niveaux d’étude du muscle, communément utilisés, seront présentés : l'étude multi-échelles du muscle et l'étude du métabolisme énergétique.

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L'objectif de ce cours est de donner un aperçu général de l'innovation (formes, types, processus...) et de spécifier son importance pour la compétitivité des entreprises en lien avec le sport.

En effet, l'innovation constitue un élément important de la stratégie de développement des entreprises et du sport. Il convient donc de savoir la reconnaître et l'envisager dans la démarche stratégique des différents milieux sportifs pour en faire un avantage concurrentiel.

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Cette formation à la création d’entreprise amène une valeur ajoutée à l’étudiant en lui permettant d’anticiper les possibilités de valorisation économique de sa formation en Staps. Elle vise l’augmentation de l’employabilité et de la prise d’initiative des étudiants. Les étudiants expérimenteront individuellement ou en groupe le processus entrepreneurial allant du projet au plan d’affaires. L’objectif pour les participants est de construire un plan d’affaires à partir d’un projet qu’ils auront imaginé de A à Z. Les compétences acquises seront utiles autant pour créer sa propre activité, que pour occuper des emplois de développeur de projets ou de produits au sein d’une organisation tierce (entreprise ou association).

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La cognition est souvent abordée en STAPS au travers du développement d’automatismes et de réactions aux stimuli, permettant d’interagir efficacement avec l’environnement. Mais quels systèmes (neuro)cognitifs permettent la régulation volontaire du comportement ? Pourquoi décide-t-on de faire une chose plutôt qu’une autre ? Pourquoi faire un effort alors qu’on pourrait rester sans rien faire ?

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Notre cerveau est le théâtre des apprentissages. Toute amélioration de performance motrice est le produit des modifications de la structure et du fonctionnement cérébral. On comprend encore trop souvent l’apprentissage « comme une boîte noire », sans bien connaitre les mécanismes internes du cerveau humain qui apprend. Cet enseignement éclaire les mécanismes neurocognitifs élémentaires d’apprentissage dont dépend la performance motrice.

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Cette unité d’enseignement aborde en particulier les caractéristiques spectrales du signal et des techniques de traitement associées. Par ailleurs, une introduction aux méthodes de séparation de sources est également envisagée lors de l’acquisition de multiples signaux.

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Introduction à la dynamique inverse et à l’optimisation dynamique pour le développement de modèles musculo-squelettique complexes dédiés à l’analyse du mouvement humain pluri-articulé et l’estimation des efforts articulaires et musculaires agonistes et antagonistes.

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Cette UE constitue tout comme l’UE Stage l’aboutissement d’une formation progressive dans l’acquisition, l’analyse et le traitement des données multi-dimensionnelles relatives à la motricité. Cette consiste en une période préparatoire d’une dizaine d’heures visant à identifier une problématique, recueillir des données multi-dimensionnelles. Dans la suite l’analyse des données recueillies seront analysées et interprétées au cours d’une journée sous une formule « Data Challenge » mutualisant les compétences des étudiants du Master STAPS ATDM et du Master SSD.

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