(see below for the french version)

• Excessive sitting can cause multiple and huge health problems such as premature mortality, cancer, diabete, cardio-vascular disease (…). Excessive sitting causes huge health problems at all body levels (microscopic, macroscopic) in a pernicious way. I wrote a review of the literature to explain all these problems (Bonnet et Barela, 2021) completed with another review of the literature discussing even more problems such as cognitive issues (Bonnet et Cheval, 2022). In both articles, we discuss the threshold duration never to cross in the seated position (8 h/j) and solutions to keep more time in the standing position during the waking day. This research only interests me at the theoretical level.
• One of the manners to stand more during the waking day is to use a sit/stand desk, i.e. a desk that can be modulated up and down at will. In using such a desk, individuals can work in the standing position. Sciences already validated the use of such a desk to avoid health problems caused by excessive sitting. A new question can be asked today, a question about task performance (for short-term tasks) and work productivity (for longer-term tasks). I am interested in this question more particularly with the use of visual tasks. Studies performed in my lab measure the task performance as the main variable and other variables potentially influencing such performance (e.g. attention, postural sway).

Problèmes de santé et baisse de performance liés à la station assise prolongée

• La station assise prolongée cause de multiples et énormes problèmes de santé tels que la mort prématurée, le cancer, le diabète, les maladies cardio-vasculaires (…). La station assise prolongée fait des dégâts considérables à tous les niveaux du corps (microscopiques, macroscopiques) de façon pernicieuse. J’ai écrit une revue de la littérature pour expliquer l’étendue de ces problèmes (Bonnet et Barela, 2021) que j’ai complété par une autre revue plus large encore parlant aussi des problèmes cognitifs liés à la station assise prolongée (Bonnet et Cheval, 2022). Dans ces deux articles, nous discutons du temps assis à ne jamais dépasser dans la journée par quiconque (8 h/j) et des solutions pour se mettre et tenir plus debout dans la journée. Je m’intéresse seulement à cette recherche au niveau théorique.
• Une des manières de se tenir plus debout pendant la journée est d’utiliser un bureau assis/debout, c’est-à-dire un bureau dont le plateau peut se lever ou baisser électroniquement à volonté. En utilisant un tel bureau, les individus peuvent travailler debout. La science a déjà validée le fait que l’utilisation d’un tel bureau permet d’éviter les problèmes de santé liés à la station assise prolongée. Une nouvelle question se pose aujourd’hui, celle de la performance (pour des tâches à court terme) et de productivité (à plus longue échelle) pour les tâches réalisées. Je m’intéresse à cette question plus particulièrement pour des tâches visuelles. Les études réalisées mesurent donc la performance à la tâche visuelle comme variable n° 1 d’intérêt et d’autres variables pouvant influencer cette performance (e.g. attention, oscillations posturales).

(see below for the French version)

My other main research interest is about the interaction between eye movements, postural sway and attentional resources. More especially, the interest is to better understand how individuals control their equilibrium in order to achieve precise gaze shifts to locate targets.

In the literature on postural control, Dr. Baudry and I have constructed a synergic model (Bonnet & Baudry, 2016b) after having shown limitations of existing models (Bonnet & Baudry, 2016a). The synergic model is a behavioral synergic model because it concerns eye and body movements, not in terms of muscle synergies, not in terms of reduction of degrees of freedom, but in term of functional interaction between them in order to succeed in visual tasks. This behavioral synergic model is based on two simple facts: all individuals sway at all time in the upright stance and if they like to locate precise targets in their visual environment, they need to control their eye movements with respect to their postural sway. To better understand this idea, if a person wishes to perform a saccade 10° of the left (to reach a precise target) and if this person sways an equivalent of 1° to the left simultaneously, she will need to perform a saccade 9° on the left to reach that target straight (without making a corrective saccade). With Dr Baudry, we made the hypothesis that in precise visual tasks (e.g., in searching to reach target within the environment), the brain may not control postural balance as an end in itself (that is it may not merely improve postural control), it may not merely control eye movement as an end in itself (that is it may not merely program eye movements), but it had to program eye movements in relation to body movements. This is the first main hypothesis of the behavioral synergic model (Bonnet & Baudry, 2016b). Dr Baudry and I also expected that the useful link (synergic link) between eye and body movements in precise visual tasks (or in precise gaze shift situations) could only be possible with higher attentional resources. In contrast, when individuals do not perform precise visual tasks (or precise gaze shifts), the control of eye movement and postural sway should not require higher attentional resources, both visual and postural systems should work in isolated manners. In unprecise, free-viewing like, visual tasks both visual and postural systems should not or very basically interact with one another, they should interact in automatic manners.

In experimental studies that we are performing in our laboratory, we try to test and validate the behavioral synergic model. To this end, we use various types of precise visual tasks (more or less difficult, displayed on smaller or larger displays), in various postural conditions (more or less difficult, e.g. with feet closed or with larger stance width) and in more or less difficult attentional conditions (e.g. in subtracting by 4 again and again until the end of the trial). We also perform studies with various populations, i.e. young adults, older adults, patients with Parkinson’s Disease. In our studies, participants perform precise and unprecise (control) visual tasks (to test the synergic model). In 2017, we published our first validation of the synergic model and in 2017, followed by two new publications in 2019 and other ones later on. I am interested to look at postural control as a functional goal, as a mean to higher task performance. I am interested to continue in this direction of research if a student, or doctorate or post-doctorate contact me. So please, feel free to contact me to discuss possibilities of better understanding together how the brain can control eye movements, postural sway and attention in order to succeed in more or less complex visual tasks.

Cliquez ici si vous voulez en savoir plus sur le protocole expérimental.

My other research interest deals with Parkinson’s disease and how it affects postural control, eye movements and attentional resources. Parkinson’s Disease largely affects postural control, as everybody well know this fact, and it also affects eye movements and visual strategies used to explore the environment. Parkinson’s Disease also impear attentional resources, among other aspects. In research, I am interested in understanding in these impairments at a higher level, i.e. at the level of synergic impairments between these three aspects. With my colleagues, Prof. Arnand Delval and Prof. Luc Defebvre, neurophysiologist and neurologist and specialist in motor control, we are also interested in the effects of medication and in the severity of the disease. In our studies, we test patients with PD and their healthy controls to better understand the effects of Parkinson Disease in addition to young adults to better understand the effects of age. In this way, we can have a broad picture of PD-related impairments in synergic relations between postural control, eye movements and attentional resources. In our last project in 2020, the three groups of participants looked at ecological images (rooms in houses) projected onto a large panoramic display to study their behavior in precise tasks (i.e. searching to detect the location of targets within the image), in unprecise tasks (i.e. simply free-viewing images) and also basic – systematically used – fixation tasks.

Version en Français

Version en Français

Titre : synergies entre comportement visuel et comportement du corps (relations entre mouvements des yeux et du corps) lors de tâches visuelles réalisées debout et impact de la cognition sur ces synergies

En recherche, nous avons construit un modèle synergique du contrôle postural (Bonnet & Baudry, 2016g) après avoir défini et montré l’insuffisance des modèles existants (Bonnet & Baudry, 2016c). Ce modèle synergique se base sur deux constats simples : tous les individus oscillent debout (il est impossible de ne pas osciller debout) et s’ils souhaitent regarder leur environnement de façon précise ici et là, ils doivent nécessairement contrôler le mouvement de leurs yeux en rapport avec leurs oscillations posturales. Pour mieux comprendre cette idée, si une personne souhaite faire une saccade de 10° sur la gauche (pour atteindre une cible précise) et si cette personne oscille de 1° sur la gauche au même moment, alors elle devra réaliser une saccade de 9° pour atteindre la cible directement (sinon elle devra faire une saccade corrective). Avec le Dr Baudry, nous avons donc fait l’hypothèse que lors de tâches visuelles précises (e.g. recherche de cibles dans l’environnement), le cerveau ne devait peut être pas contrôler l’équilibre comme fin en soi (c’est-à-dire améliorer seulement le contrôle postural), il ne devait peut être pas contrôler les mouvements des yeux comme fin en soi (c’est-à-dire seulement programmer que le mouvement des yeux) mais il devait programmer les mouvements des yeux en relation avec les mouvements du corps. Nous avons également supposé que ce lien utile (cette synergie) entre mouvements des yeux et du corps ne pouvait être possible qu’avec une plus grande implication cognitive (pour calculer 10 – 1 = 9° dans l’exemple ci-dessus). En effet, en fonctionnement normal, les systèmes visuel et postural fonctionnent de façon relativement isolée, ils interagissent peu, sauf de façon automatique. Dans les études scientifiques que nous entreprenons, l’intérêt est donc de tester la valider du modèle synergique et nous utilisons pour cela différents types de tâches visuelles précises (plus ou moins difficiles, diffusées sur petit ou grand écran), dans des conditions posturales plus ou moins difficiles (e.g., les pieds serrés ou écartés), dans des conditions cognitives plus ou moins difficiles (e.g. en comptant à rebours par 7 dans la tête ou sans rien faire d’autre) et avec des participants plus ou moins bien portants (jeunes adultes, personnes âgées, patients parkinsoniens). Dans les expériences, les participants réalisent des tâches visuelles précises (qui nous intéressent pour tester le modèle) et des tâches non précises (exploration libre des images sans but précis), ces dernières étant des tâches contrôles, c’est-à-dire des tâches pour lesquelles aucune synergie entre systèmes visuel et postural n’est attendue. En 2017, nous avons publié une première validation expérimentale du modèle synergique et je souhaite continuer de tester le modèle avec des étudiants et surtout des doctorants, avec de jeunes chercheurs intéressés pour savoir comment le cerveau contrôle la vision et le contrôle postural pour réussir des tâches visuelles (et cognitives) plus ou moins complexes.

La maladie de Parkinson affecte la motricité, les patients parkinsoniens étant victimes de tremblements, de rigidité, de lenteur de mouvement et d’hypokinésie pour les symptômes moteurs les plus importants. La littérature valide amplement que les patients parkinsoniens peuvent être instables debout dès le début de leur maladie et que cette instabilité et leur risque de chute s’accroît avec la gravité de la maladie. La maladie de Parkinson affecte également les mouvements des yeux, les stratégies visuelles utilisées et elle dégrave également les capacités cognitives, entre autres. En recherche, je m’intéresse particulièrement à mieux comprendre les déficiences posturales, visuelles et cognitives liées à la maladie de Parkinson (avec et sans médication, aux différents stades de leur maladie) et notamment quelles déficiences sont les plus importantes. Les expériences testent des patients parkinsoniens et les témoins (personnes de même âge et caractéristiques physiques que les patients mais sans aucune maladie) pour comprendre les effets de la maladie mais elles testent également les personnes âgées et les jeunes adultes pour comprendre les effets de l’âge et ainsi mieux évaluer la gravité des déficiences liées à la maladie (qui se surajoutent à celles liées à l’âge). Cette recherche est partie prenante de mon emploi du temps et elle se passe au CHRU de Lille, dans l’hôpital Salengro où j’ai à disposition une salle expérimentale équipée des différents appareils synchronisés. Les participants regardent des images de pièce de maison (écologiques) projetées sur grand écran panoramique (de 180° d’angle visuel) et nous mesurons le mouvement de leurs yeux, le mouvement de leur corps et la difficulté subjective ressentie à réaliser des tâches visuelles en station debout en face de l’écran.