Ontogénie de l’asymétrie des métacarpes : étude de la plasticité osseuse

Abstract

Lors de l’évolution de la lignée hominine, la main changea de fonction, passant de la locomotion à la manipulation exclusive. Ceci permettra le développement de la latéralité manuelle, 90% de la population mondiale actuelle favorisant l’usage de la main droite et l’autre 10% la main gauche. Les études comportementales ont documenté les stades par lesquels un enfant passera lors de l’acquisition de la préférence manuelle. Cependant, les effets des charges mécaniques provoqués par la manipulation sur le modelage osseux restent encore peu documentés, résultant en une mauvaise compréhension de l’ontogénie de l’asymétrie des métacarpes. Ce mémoire a donc pour but d’examiner l’effet des charges mécaniques sur la plasticité du tissu osseux des trois premiers métacarpiens, qui sont fortement sollicités lors de la préhension. L’échantillon de recherche est constitué de 36 individus, provenant de deux collections ostéologiques euro-canadiennes, subdivisées en 5 catégories d’âge : soit 0 à 1 an (n=10), 1 à 4 ans (n=11), 5 à 10 ans (n=5), 16 à 20 ans (n=4), et 20 à 45 ans (n=6, 3 femmes et 3 hommes). À partir d’images d’analyses en coupe prises à la mi-diaphyse, les variables CSA, Imin, Imax, J, Imax/Imin et Theta furent mesurées afin de quantifier l’asymétrie au sein de chaque groupe d’âge, et ce par métacarpe. Les résultats pour les variables CSA, Imin, Imax, J et Theta n’ont pu démontrer une asymétrie directionnelle au sein des groupes d’âge. De plus, aucun âge précis ne pu être déterminé afin de marquer le début du développement différentiel lors du modelage osseux pour ces mêmes variables. Cependant, un changement de forme (Imax/Imin) pour le premier et troisième métacarpe démontre un développement plus précoce du côté gauche, lorsque le processus de modelage est présent. Il fut constaté dans le cas du premier métacarpien que l’âge où le changement de forme est le plus significatif se situe entre 7 et 10 ans et pour le troisième métacarpien entre 2 et 5 ans. En conclusion, la variable Imax/Imin (forme osseuse) semble être celle qui permet de mieux mesurer la réponse plastique de l’os face aux charges mécaniques lors du modelage osseux.

During human evolution, the function of the hand changed from locomotion to exclusive manipulation, allowing the development of handedness, 90% of the today’s world populations preferring to use the right hand and the other 10% the left. Behavioural studies have documented the stages during which a child will acquire handedness. However, the effects of the mechanical strains induced by manipulation on the modelling of the bone structure remain poorly documented. This results in a poor understanding of the ontogeny of metacarpal asymmetry. Therefore, we aims to examine the effects of the mechanical charges on the bone tissue plasticity of the first three metacarpals, as these are key actors much solicited during manipulation. The sample consists of 36 individuals from two osteological collections of Euro- Canadians, divided into five age groups such as: from 0-1 years (n=10), 1-4 (n=11), 5-10 years (n=5), 16-20 years (n=4), and 20-45 years (n=6 , 3 females and 3 males). Based on analyses of CT-images taken from the midshaft, the variables CSA, Imin, Imax, J, Imax/Imin, and Theta were measured to quantify the asymmetry for each metacarpal associated with each age group. The results for the variables CSA, Imin, Imax, J, Imax/Imin and Theta did not demonstrate a directional asymmetry on the right side and no precise age group was correlated to the beginning of the differential development for the variables CSA, Imin, Imax, J, et Theta. However, a significant change in the shape (Imax/Imin) of the first and third metacarpals demonstrates an early development on the left side during the modelling process of the bone structure. The age at which there is a drastic shape change is between 7 and 10 years old, and for the third metacarpal between 2 and 5 years. In conclusion, the variable Imax/Imin (bone shape) appears to be the best one to measure the plasticity in a better way the plasticity of bone modelling under the effects of mechanical charges.