Achilles tendon vibration shifts the center of pressure backward in standing and forward in sitting in young subjects

SummaryObjectiveAn Achilles tendon (AT) vibration is known to disrupt the postural control in standing (“vibration-induced falling”, VIF) and to backward tilt the postural vertical in restrained sitting position, suggesting a link between AT vibration and internal representations involved in postural control. A recalibration of some troubles in body orientation by oriented sensory manipulations could be of great clinical interest. In order to use the VIF paradigm in a procedure suitable for a rehabilitation context, AT vibration deserves to be more investigated in sitting, for security reasons, and first in young participants.MethodIn 12 healthy participants (6 men/6 women; 23.3 ± 1.9 years), posturographic data to AT vibrations (85 Hz) were recorded over 30 s standing and 40 s sitting trials.ResultsSurprisingly, four types of differences were found between standing and sitting AT vibrations: presence/absence of VIF and kinesthetic illusion, opposite directions of the centre of foot pressure (CoP) displacements, different temporal profiles. In standing: VIF without kinesthetic illusion, rapid backward shift of CoP with a peak of −54.6 ± 11.3 mm (with respect to baseline P < 0.001) 2.8 ± 0.2 s after vibration onset. In sitting: surprising systematic forward shift of the CoP throughout the duration of AT vibration with a maximum of 27.9 ± 18.9 mm (P < 0.05 with respect to the baseline) 19.6 ± 0.3 s after vibration onset, associated with a kinesthetic illusion in most subjects.ConclusionThe present study invalidates our idea to extend in sitting the VIF paradigm but the unexpected results open a new window about the basic mechanisms underlying muscle vibration effects.

RésuméObjectifUn stimulus vibratoire appliqué sur les tendons d’Achille (TA) perturbe le contrôle postural en position debout (vibration-induced falling/VIF, dans la littérature anglo-saxonne) et entraîne un biais vers l’arrière de la perception posturale de la verticale en position assise sans possibilité de mouvement, suggérant un lien entre vibration appliquée sur les TA et modulation des représentations internes impliquées dans le contrôle postural. La possibilité de recalibrer certains troubles de l’orientation corporelle par des manipulations sensorielles orientées représente un grand intérêt en rééducation clinique. La vibration appliquée sur les TA doit donc être davantage analysée, en position assise pour des raisons de sécurité, et d’abord avec des sujets jeunes.MéthodeLes données posturographiques de 12 participants sains (6 femmes/6 hommes ; 23,3 ± 1,9 ans) chez lesquels des stimuli vibratoires (85 Hz) furent appliqués au niveau des tendons d’Achille ont été enregistrées en position debout et assise.RésultatsQuatre différences principales et inattendues ont été trouvées entre la position debout et assise : présence/absence du VIF et d’illusion kinesthésique, déplacements opposés du centre de pression (CdP), profils temporels différents. En position debout : VIF sans illusion kinesthésique, rapide et puissant recul du CdP avec un pic à −54,6 ± 11,3 mm (comparé à la moyenne sans vibration, p < 0,001) 2,8 ± 0,2 s après le début de la vibration. En position assise : surprenante et systématique avancée du CdP durant toute la période de vibration avec un maximum à 27,9 ± 18,9 mm (p < 0,05, comparé à la moyenne sans vibration) 19,6 ± 0,3 s après le début de la vibration, associée à une illusion kinesthésique chez certains participants.ConclusionL’idée d’étendre à la position assise le paradigme du VIF est invalidée. Toutefois, les résultats inattendus obtenus ouvrent de nouvelles perspectives concernant la compréhension des mécanismes et effets de la vibration musculaire.