Le présent projet de thèse a pour objectif de cerner le rôle (activation ou protection) du complexe-k évoqué et du complexe-k spontané dans le sommeil chez de bons dormeurs et de déterminer si ce rôle se maintient chez des individus souffrant d'insomnie primaire. Les résultats indiquent un ralentissement de l'activité corticale suivant la présence d'un complexe-k spontané (augmentation de l'activité delta et diminution de l'activité theta, alpha, sigma et beta) et d'un complexe-k évoqué (augmentation de l'activité delta et diminution de l'activité theta, sigma, beta et gamma) chez de bons dormeurs. Ces changements dans l'activité EEG suggèrent que le sommeil est plus profond suivant ces deux types de complexe-k qu'à leur niveau de base. Ces résultats appuient le rôle de protection dans le sommeil du complexe-k spontané et du complexe-k évoqué. Également, contrairement à ce qui était prévu, des changements dans l'activité corticale similaires à ceux mesurés chez de bons dormeurs ont été observés chez des personnes souffrant d'insomnie primaire. En lien avec le modèle neurocognitif de l'insomnie, il semble ainsi que l'amplification du traitement de l'information présumée dans l'insomnie ne soit pas reflétée au niveau du complexe-k. Ces résultats suggèrent qu'il n'y a pas de déficit relié au complexe-k dans l'insomnie, tel que mesuré par les changements de l'activité corticale entourant leur présence. Plutôt, le rôle de protection dans le sommeil du complexe-k spontané et du complexe-k évoqué semble se maintenir chez des personnes souffrant d'insomnie primaire.

Des indicateurs physiologiques de l’activité cérébrale pourraient améliorer la détection du délirium. Ce mémoire a pour but de décrire les valeurs d’oxymétrie cérébrale (rSO2) et d’électroencéphalographie traitée (pEEG) pendant les trois premiers jours d’hospitalisation aux SI à la suite d’une chirurgie cardiaque chez le groupe de patients qui présentent un délirium (D+) et chez ceux qui n’en présentent pas (D-), puis de comparer ces valeurs entre les deux groupes. Les mesures concomitantes du Confusion Assessment Method — Intensive Care unit (CAM-ICU), de la rSO2 et de la pEEG sur les ondes alpha, thêta et delta ont été recueillies au premier (J1), deuxième (J2) et troisième (J3) jour à la suite de la chirurgie. Parmi les 125 patients retenus, 10 (8 %) étaient en délirium (CAM-ICU + au moins une fois entre J1 et J3). De J1 à J3, les valeurs de rSO2 moyennes sont similaires pour les deux groupes (D+ : 62,9 à 61,4 %, D- : 62,1 à 58,7 % ; p > 0,05). En comparaison avec le groupe D- en J2, les patients D+ présentent un ratio plus bas d’ondes alpha (2,7 % versus 5,6 % ; p = 0,007) et un ratio d’ondes delta plus élevé (50,5 % versus 45,2 % ; p = 0,009). / Physiological indicators of brain activity could improve the detection of delirium. The purpose of this Master Thesis is to describe the values of cerebral oximetry (rSO2) and processed electroencephalography (pEEG) during the first three days of hospitalization to ICU following cardiac surgery in the group of patients who have delirium (D+) and in those who do not (D-), and then compare these values between the two groups. Concomitant measures of Confusion assessment method — intensive care unit (CAM-ICU), rSO2 and pEEG on alpha, theta and delta waves were collected on the first (D1), second (D2) and third (D3) day following surgery. Of the 125 patients selected, 10 (8%) were in delirium (CAM-ICU + at least once between Day 1 and Day 3). From D1 to D3, the mean rSO2 values are similar for both groups (D+ : 62.9 to 61.4 %, D-: 62.1 to 58.7 %; p > 0.05). Compared with the D- group to D2, the group D+ patients have a lower ratio of alpha waves (2.7 % versus 5.6 % ; p = 0.007) and a higher delta wave ratio (50.5 % versus 45.2 % ; p = 0.009).

La neurofibromatose de type 1 (NF1) est une condition génétique entraînant des répercussions dans différents systèmes, y compris le système nerveux. Les enfants atteints de la NF1 sont à risque de rencontrer différents défis sur le plan cognitif et comportemental. Un chevauchement avec les symptômes associés à d’autres troubles neurodéveloppementaux, notamment le trouble déficitaire de l’attention avec ou sans hyperactivité (TDAH) et le trouble du spectre de l’autisme (TSA), est d’ailleurs présent dans cette condition génétique. Les études réalisées avec des modèles animaux de NF1 ont permis d’identifier des déséquilibres dans la neurotransmission qui pourraient sous-tendre les déficits cognitifs. Comment ces déséquilibres se traduisent sur le plan de l’activité cérébrale chez l’humain ayant la NF1 demeure peu compris à ce jour. L’objectif général de cette thèse est donc d’étudier, à l’aide de l’électroencéphalographie (EEG), les réponses neuronales lors du traitement sensoriel chez les enfants ayant la NF1 ainsi que les associations avec le fonctionnement cognitif et comportemental. Dans le premier article, nous avons étudié l’intégrité de la réponse de synchronisation neuronale lors de stimulations visuelles rythmiques à différentes fréquences. Considérant l’importance des déficits visuo-perceptifs ainsi que les indices de perturbations de la transmission GABAergique au niveau du cortex occipital dans la NF1, nous avons émis l’hypothèse d’une réduction de la synchronisation neuronale dans le groupe NF1 par rapport au groupe d’enfants neurotypiques. Une puissance réduite de la synchronisation neuronale a effectivement été trouvée dans la NF1, particulièrement en réponse à la plus haute fréquence de stimulation. Cette réponse neuronale affaiblie a été corrélée à une plus grande sévérité des symptômes comportementaux du TDAH. Cela soulève la possibilité d’une modulation de la réponse sensorielle par les réseaux attentionnels et soulève également des questions en lien avec l’impact du diagnostic de TDAH en comorbidité avec la NF1. L’impact de la médication psychostimulante, testé avec un sous-groupe de l’échantillon NF1, s’est d’ailleurs révélé par une amélioration de la réponse de synchronisation neuronale à la plus faible fréquence de stimulation. La réponse de synchronisation neuronale apparait donc comme un marqueur à investiguer davantage pour comprendre les mécanismes qui sous-tendent les déficits cognitifs dans la NF1 et pour évaluer l’impact de traitements. Dans le deuxième article, nous avons étudié les oscillations cérébrales dans la réponse de suppression neuronale et de détection du changement, toujours en comparant un groupe d’enfants ayant la NF1 à un groupe d’enfants neurotypiques. Une modulation atypique des oscillations cérébrales était attendue dans la NF1 en réponse à la répétition et au changement dans la séquence de stimuli audio-visuels. Les résultats ont démontré une réponse de suppression neuronale préservée dans le groupe NF1, mais une puissance accrue des oscillation thêta dans la condition de détection du changement. Les symptômes comportementaux du TDAH ont été associés à une réduction de la puissance des oscillations dans la réponse de détection du changement et ne contribueraient donc pas à la réponse accrue identifiée dans le groupe NF1. En somme, les résultats de la thèse ont permis d’identifier des particularités dans les réponses électrophysiologiques du traitement sensoriel chez les enfants ayant la NF1 et de mettre de l’avant des mesures dont le potentiel translationnel pourrait faciliter le transfert des connaissances accumulées dans les modèles animaux de NF1. Les résultats soulignent la complexité d’établir les bases neuronales des déficits cognitifs dans la NF1 compte tenu de l’hétérogénéité du profil cognitif. Cela dit, les associations établies entre les réponses neuronales et les symptômes comportementaux du TDAH suggèrent la possibilité de considérer le profil électrophysiologique pour guider le développement de traitements et interventions visant à améliorer le fonctionnement cognitif chez les enfants ayant la NF1. / Neurofibromatosis type 1 (NF1) is a genetic condition that has implications across different systems, including the nervous system. Children with NF1 are at risk of facing various cognitive and behavioral challenges. An overlap with symptoms associated with other neurodevelopmental disorders, including attention deficit hyperactivity disorder (ADHD) and autism spectrum disorder (ASD), is also present in this genetic condition. Studies conducted using animal models of NF1 have identified imbalances in neurotransmission that may underlie cognitive deficits. However, how these imbalances translate into human brain activity in individuals with NF1 remains poorly understood to date. The overall objective of this thesis is to investigate, using electroencephalography (EEG), neural responses during sensory processing in children with NF1 and their associations with cognitive and behavioral functioning. In the first article, we studied the integrity of the neural synchronization response during rhythmic visual stimulation at different frequencies. Given the significance of visuo-perceptual deficits as well as indications of disrupted GABAergic transmission in the occipital cortex of individuals with NF1, we hypothesized a reduction in neural synchronization in the NF1 group compared to neurotypical children. Reduced power of neural synchronization was indeed found in NF1, particularly in response to the highest stimulation frequency. This weakened neural response was correlated with greater severity of ADHD behavioral symptoms. These results suggest a possible modulation of this sensory response by attentional networks and raise questions regarding the impact of comorbid ADHD diagnosis on neural activity in NF1. The intake of psychostimulant medication, in a subgroup of the NF1 sample, resulted in an increased neural synchronization at the lowest stimulation frequency. Neural synchronization should be further investigated as a potential biomarker in NF1 and could help understand the underlying mechanisms of cognitive deficits and assess the impact of treatments. In the second article, we studied brain oscillations in the repetition suppression and change detection response, again comparing a group of children with NF1 to a group of neurotypical children. Atypical modulation of brain oscillations was expected in NF1 in response to repetition and change in the audio-visual stimuli sequence. Results showed preserved repetition suppression response in the NF1 group, but increased power of theta oscillations in the change detection condition. Behavioral symptoms of ADHD were associated with reduced oscillatory power in the change detection response, which suggest that the ADHD comorbidity did not contribute to the increased response identified in the NF1 group. In summary, results of this thesis have demonstrated distinct electrophysiological responses during sensory processing in children with NF1 and have highlighted measures with translational potential that could facilitate the transfer of knowledge gained from animal models of NF1. The results emphasize the complexity of establishing the neural basis of cognitive deficits in NF1, given the heterogeneity of the cognitive profile. However, the associations established between neural responses and ADHD behavioral symptoms suggest the possibility of considering the electrophysiological profile to guide the development of treatments and interventions aimed at improving cognitive functioning in children with NF1.

Il existe peu d’études sur les effets physiologiques et pharmacologiques du médicament anesthésiant le plus utilisé chez les anoures, la tricaïne méthanesulfonate, et son utilisation chez la grenouille Xenopus laevis. Notre premier objectif était d’évaluer l’effet de bains d’immersion de 20 minutes de 1 et 2 g/L de tricaïne méthanesulfonate sur la fonction cardiorespiratoire, l’analgésie et les réflexes ainsi que d’étudier la pharmacocinétique. Nos résultats démontrent que des bains de 1 et 2 g/L produisent une anesthésie chirurgicale de 30 et 60 minutes respectivement, sans effet significatif sur le système cardiorespiratoire. À la suite d’une immersion à 2 g/L, on note une demi-vie terminale de 3,9 heures. Cette dose ne produit aucun effet sur l’histologie des tissus 24 heures après l’immersion. Dans une deuxième expérience, nous avons évalué les effets d’une surdose de tricaïne méthanesulfonate en bain d’immersion sur les systèmes cardiorespiratoire et nerveux central grâce à l’électroencéphalographie ainsi que l’effet d’une injection de pentobarbital sodique après 2 heures d’immersion. L’EEG montre un effet dépresseur sur le SNC avec l’utilisation de la tricaïne méthanesulfonate sans voir un arrêt de signal d’EEG sur la période de 2 heures d’enregistrement. Les surdoses à 1 g/L et 3 g/L n’ont pas d’effet significatif sur le rythme cardiaque, et l’injection de pentobarbital suite au bain d’immersion de tricaïne méthanesulfonate est nécessaire pour induire l’euthanasie. Nous avons démontré que le bain de tricaïne méthanesulfonate peut produire une anesthésie de 30 à 60 minutes avec dépression du SNC sans effet cardiovasculaire chez les Xenopus laevis. / Very few studies exist on the physiological and pharmacological effects of the most commonly used anesthetic agent used in amphibians, tricaine methanesulfonate, in Xenopus laevis frogs. Our first goal was to measure the effects of 20 minutes bath immersions of 1 and 2 g/L tricaine methanesulfonate on cardiorespiratory system, analgesia and reflexes. We also studied the pharmacokinetic of tricaine methanesulfonate following an immersion in a 2 g/L bath. Our results show that both 1 and 2 g/L baths produce surgical anesthesia during 30 and 60 minutes respectively, without significant effect on the cardiorespiratory system. Following the immersion in a 2 g/L bath, the tricaine methanesulfonate has a terminal half-life of 3,9 hours and no effect on tissue histology is observed 24 hours after anesthesia. In a second experiment, we evaluated the effects of tricaine methanesulfonate overdose on cardiorespiratory system and on central nervous system using electroencephalography. Moreover, we evaluated the effect of sodium pentobarbital injection after 2 hours of immersion. A significant EEG depression of central nervous system activity occurred with the use of tricaine methanesulfonate following 2 hours of recording and the pentobarbital injection was necessary to induce euthanasia. We showed that tricaine methanesulfonate can produce safe anesthesia of 30 to 60 minutes with reduction of CNS activity and without cardiorespiratory effect in Xenopus laevis.

Résumé : L’interaction entre la douleur et le système moteur est bien connue en clinique et en réadaptation. Il est sans surprise que la douleur est un phénomène considérablement invalidant, affectant la qualité de vie de ceux et celles qui en souffrent. Toutefois, les bases neurophysiologiques qui sous-tendent cette interaction demeurent, encore aujourd’hui, mal comprises. Le but de la présente étude était de mieux comprendre les mécanismes corticaux impliqués dans l’interaction entre la douleur et le système moteur. Pour ce faire, une douleur expérimentale a été induite à l’aide d’une crème à base de capsaïcine au niveau de l’avant-bras gauche des participants. L'effet de la douleur sur la force des projections corticospinales ainsi que sur l’activité cérébrale a été mesuré à l’aide de la stimulation magnétique transcrânienne (TMS) et de l’électroencéphalographie (EEG), respectivement. L’analyse des données EEG a permis de révéler qu'en présence de douleur aiguë, il y a une augmentation de l’activité cérébrale au niveau du cuneus central (fréquence têta), du cortex dorsolatéral préfrontal gauche (fréquence alpha) ainsi que du cuneus gauche et de l'insula droite (toutes deux fréquence bêta), lorsque comparée à la condition initiale (sans douleur). Également, les analyses démontrent une augmentation de l'activité du cortex moteur primaire droit en présence de douleur, mais seulement chez les participants qui présentaient simultanément une diminution de leur force de projections corticales (mesurée avec la TMS t=4,45, p<0,05). Ces participants ont également montré une plus grande connectivité entre M1 et le cuneus que les participants dont la douleur n’a pas affecté la force des projections corticospinales (t=3,58, p<0,05). Ces résultats suggèrent qu’une douleur expérimentale induit, chez certains individus, une altération au niveau des forces de projections corticomotrices. Les connexions entre M1 et le cuneus seraient possiblement impliquées dans la survenue de ces changements corticomoteurs. / Abstract : The interaction between pain and the motor system is well-known in clinic. For instance, it is well documented that pain significantly complicates the rehabilitation of the patients. The aim of the present study was to better understand the cortical mechanisms underlying the interaction between pain and the motor system. Nineteen healthy adults participated in the study. The effect of pain (induced with a capsaicin cream) on brain activity and on the corticomotor system was assessed with electroencephalography (EEG) and transcranial magnetic stimulation (TMS), respectively. For EEG, 15 non-overlapping, 2-seconds artifacts were randomly selected for each participant. Intracranial source current density and functional connectivity was determined using sLORETA software. When participants experienced experimentally-induced inflammatory pain, their resting state brain activity increased significantly in the central cuneus (theta frequency), left dorsolateral prefrontal cortex (alpha frequency), and both left cuneus and right insula (beta frequency; all ts >3.66; all ps<0.01). A pain-evoked increase in the right primary motor cortex (M1) activity was also observed (beta frequency), but only among participants who showed a simultaneous reduction in the strength of the corticospinal projections (quantified using the recruitment curves obtained with TMS; t=4.45, p<0.05). These participants further showed greater beta motor-cuneus connectivity than participants for whom pain did not affect M1 somatotopy (t=3.58, p<0.05). These results suggest that pain-evoked increases in M1 beta power are intimately tied to alterations in corticospinal system. Moreover, we provide evidence that beta motor-cuneus connectivity is related to the corticomotor alterations induced by pain.

Les troubles anxieux sont parmi les troubles psychiatriques les plus souvent diagnostiqués chez les adolescents. Ces troubles sont souvent accompagnés de nombreuses comorbidités, dont des difficultés de sommeil. L’objectif principal de cette thèse est de caractériser l’activité corticale à l’éveil et pendant le sommeil à l’aide de l’EEG quantifié chez une population d’adolescents présentant un trouble anxieux, et de la comparer à un groupe témoin d’adolescents. Dans un second temps, on cherche à savoir si l’activité EEG des patients anxieux corrèle avec différentes mesures cliniques. Deux études permettent de répondre à ces objectifs, une première portant sur l’activité EEG au cours de l’éveil, et une seconde portant sur l’activité EEG au cours du sommeil (SL et SP). La première étude démontre que l’activité EEG des deux groupes ne présente pas de différence à l’EEG le soir. Par contre, le matin, les patients anxieux présentent une activité significativement supérieure à celle des contrôles aux électrodes centrales (0,75-10 Hz et 13-20 Hz) ainsi qu’aux électrodes occipitales (2,5-7,75 Hz). Dans la seconde étude, nous avons analysé l’activité EEG absolue et relative en SL et en SP. Nous avons trouvé une activité absolue significativement supérieure à l’EEG de la région centrale chez les participants du groupe anxieux : en SLP (stades 3 et 4) sur l’ensemble des bandes de fréquence, en stade 2 sur les bandes de fréquence thêta, alpha et beta seulement. Finalement, en SP, les différences sont trouvées en alpha et beta, et non en thêta et delta. Les résultats obtenus à ces deux études suggèrent la présence de mécanismes de synchronisation et de filtrage inadéquats au niveau de la boucle thalamo-corticale, entraînant une hypervigilance du SNC. Quant aux corrélations entre l’activité EEG et les mesures cliniques, les résultats obtenus dans les deux études révèlent que les fréquences lentes (thêta et delta) de l’activité d’éveil le matin corrèlent à la fois avec l’anxiété de trait et d’état et les fréquences rapides (Alpha et Beta) de l’EEG du sommeil corrèlent sélectivement avec l’anxiété d’état. Il semble donc exister un lien entre les mesures cliniques et l’activité EEG. Une hausse d’activité EEG pourrait être un indicateur de la sévérité accrue des symptômes anxieux. / Anxiety disorders are among the most diagnosed psychiatric disorders in the adolescent population. These disorders are often accompanied by different comorbidities, such as sleep problems. The main objective of this thesis is to characterize the cortical activity during wake and sleep, using quantified EEG, in a population of adolescents presenting an anxiety disorder, and to compare these results to those of a control group of adolescents. Secondly, we wish to verify if the EEG activity of the anxious participants correlates with different clinical measures. Two different studies are conducted in order to attain our objectives, the first one being on the EEG activity during wake, and the second being on the EEG activity during sleep (slow wave sleep and rapid eye movement sleep). The first study reveals that the EEG activity from both groups does not differ in the evening. However, in the morning, anxious participants display an increased activity on central electrodes (0.75-10 Hz and 13-20 Hz), and on occipital electrodes (2.5-7.75 Hz). In the second study, we demonstrate that anxious participants show an increased absolute EEG activity on central electrodes: in slow wave sleep (stages 3 and 4), it is found on all frequency bands, in stage 2, it is found on the theta, alpha and beta frequency bands. Finally, in rapid eye movement sleep, the differences are only in alpha and beta, and not in theta and delta. These data suggest the impairment of thalamo-cortical gating mechanisms in adolescents with anxiety disorders, leading to CNS hyperarousal. As for the correlations between the EEG activity and the clinical measures, the results from our studies reveal that the slow frequencies (theta and delta) of morning wake EEG correlate with both trait and state anxiety, while fast frequencies (alpha and beta) from the sleep EEG correlate specifically with state anxiety. Thus, there appears to be an association between EEG activity and clinical measures. An increased EEG activity could be an indicator of the severity of the anxious symptoms.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Il existe peu d’études sur les effets physiologiques et pharmacologiques du médicament anesthésiant le plus utilisé chez les anoures, la tricaïne méthanesulfonate, et son utilisation chez la grenouille Xenopus laevis. Notre premier objectif était d’évaluer l’effet de bains d’immersion de 20 minutes de 1 et 2 g/L de tricaïne méthanesulfonate sur la fonction cardiorespiratoire, l’analgésie et les réflexes ainsi que d’étudier la pharmacocinétique. Nos résultats démontrent que des bains de 1 et 2 g/L produisent une anesthésie chirurgicale de 30 et 60 minutes respectivement, sans effet significatif sur le système cardiorespiratoire. À la suite d’une immersion à 2 g/L, on note une demi-vie terminale de 3,9 heures. Cette dose ne produit aucun effet sur l’histologie des tissus 24 heures après l’immersion. Dans une deuxième expérience, nous avons évalué les effets d’une surdose de tricaïne méthanesulfonate en bain d’immersion sur les systèmes cardiorespiratoire et nerveux central grâce à l’électroencéphalographie ainsi que l’effet d’une injection de pentobarbital sodique après 2 heures d’immersion. L’EEG montre un effet dépresseur sur le SNC avec l’utilisation de la tricaïne méthanesulfonate sans voir un arrêt de signal d’EEG sur la période de 2 heures d’enregistrement. Les surdoses à 1 g/L et 3 g/L n’ont pas d’effet significatif sur le rythme cardiaque, et l’injection de pentobarbital suite au bain d’immersion de tricaïne méthanesulfonate est nécessaire pour induire l’euthanasie. Nous avons démontré que le bain de tricaïne méthanesulfonate peut produire une anesthésie de 30 à 60 minutes avec dépression du SNC sans effet cardiovasculaire chez les Xenopus laevis. / Very few studies exist on the physiological and pharmacological effects of the most commonly used anesthetic agent used in amphibians, tricaine methanesulfonate, in Xenopus laevis frogs. Our first goal was to measure the effects of 20 minutes bath immersions of 1 and 2 g/L tricaine methanesulfonate on cardiorespiratory system, analgesia and reflexes. We also studied the pharmacokinetic of tricaine methanesulfonate following an immersion in a 2 g/L bath. Our results show that both 1 and 2 g/L baths produce surgical anesthesia during 30 and 60 minutes respectively, without significant effect on the cardiorespiratory system. Following the immersion in a 2 g/L bath, the tricaine methanesulfonate has a terminal half-life of 3,9 hours and no effect on tissue histology is observed 24 hours after anesthesia. In a second experiment, we evaluated the effects of tricaine methanesulfonate overdose on cardiorespiratory system and on central nervous system using electroencephalography. Moreover, we evaluated the effect of sodium pentobarbital injection after 2 hours of immersion. A significant EEG depression of central nervous system activity occurred with the use of tricaine methanesulfonate following 2 hours of recording and the pentobarbital injection was necessary to induce euthanasia. We showed that tricaine methanesulfonate can produce safe anesthesia of 30 to 60 minutes with reduction of CNS activity and without cardiorespiratory effect in Xenopus laevis.

La grossesse est un moment charnière de la vie où la femme reconsidère les bienfaits de chacune de ses habitudes de vie. Il est bien connu que l'activité physique apporte des bénéfices pour la cognition des enfants et des adultes, mais est-ce aussi le cas des femmes enceintes? Et qu'en est-il de l'enfant à naitre? L’objectif général de cette thèse était d’examiner l'effet de l'interaction entre l'activité physique et la grossesse sur les fonctions cognitives de la mère et de l'enfant. Une première étude démontre que la cognition de la femme enceinte diminue lors du troisième trimestre sans effet de condition physique. Une seconde étude présente les effets d'une séance d'activité physique sur plusieurs habiletés cognitives des femmes enceintes. On retrouve chez elles une diminution de la mémoire de travail et de la capacité d'attention soutenue alors qu'il n'y a pas d'effet chez la femme non enceinte. Enfin, une dernière étude présente l'impact de l'activité physique pratiquée tout au long de la grossesse sur le cerveau du nouveau-né. Cette étude démontre que les nouveau-nés de mères actives présentent des réponses neurophysiologiques plus matures que les enfants de mères sédentaires. L'ensemble de ces résultats démontre que la grossesse entraine des déficits cognitifs. De plus, les fonctions cognitives de la femme enceinte seront réduites à la suite d'une séance d'activité physique. Il serait donc préférable pour elle de ne pas prévoir son activité physique avant une activité qui nécessite ses capacités cognitives. Elle devrait tout de même effectuer de l'activité physique tout au long de sa grossesse afin d'offrir le meilleur départ possible dans la vie à son enfant. / Pregnancy is a pivotal moment in life when a woman reconsiders the value of each of her lifestyle choices. It is well known that physical activity brings benefits for cognition in children and adults, but is this also the case for pregnant women? What about their children? The overall objective of this thesis was to examine the effect of the interaction between physical activity and pregnancy on the cognitive functions of the mother and of the child. A first study shows that the cognition of pregnant women decreases during the third trimester and is not affected by their fitness level. A second study shows the effects of an exercise session on several cognitive abilities of pregnant women. We observed that pregnant women's self-monitoring ability is poorer than that of control women and that pregnant women's self-monitoring and sustained attention diminish after a bout of acute cardiovascular exercise. Finally, a third study shows the impact of physical activity performed throughout pregnancy on the brain of the newborn. This study demonstrates that newborns of active mothers have more mature neurophysiological responses than children of sedentary mothers. Taken together, these results demonstrate that pregnancy induces cognitive deficits. In addition, the cognitive functions of pregnant women are impaired as a result of an exercise session. Thus, they should not plan to exercise before a cognitively demanding activity. Nonetheless, women should still exercise regularly during pregnancy to provide the best possible start in life for their child.

Le somnambulisme est une parasomnie commune, caractérisée par des éveils incomplets lors des stades de sommeil lent, au cours desquels les individus atteints présentent des comportements moteurs d’une complexité variable accompagnés de confusion et d’un jugement altéré. La littérature actuelle suggère que ce trouble serait associé à des particularités de l’activité en ondes lentes et des oscillations lentes, deux indices de l’intégrité du processus homéostatique et de la profondeur du sommeil. Toutefois, en raison de certaines lacunes méthodologiques dans les études existantes, le rôle de ces marqueurs électroencéphalographiques dans la pathophysiologie du somnambulisme reste à éclaircir. Notre premier article a donc investigué d’éventuelles anomalies de l’activité en ondes lentes et des oscillations lentes chez les somnambules, en comparant leur sommeil au cours de la nuit entière à celui de participants contrôles. De plus, comme les somnambules semblent réagir différemment (en termes de fragmentation du sommeil notamment) des dormeurs normaux à une pression homéostatique accrue, nous avons comparé l’activité en ondes lentes et les oscillations lentes en nuit de base et suite à une privation de sommeil de 38 heures. Les résultats de nos enregistrements électroencéphalographiques chez 10 somnambules adultes et neuf participants contrôles montrent une élévation de la puissance spectrale de l’activité en ondes lentes et de la densité des oscillations lentes en nuit de récupération par rapport à la nuit de base pour nos deux groupes. Toutefois, contrairement à plusieurs études précédentes, nous ne n’observons pas de différence entre somnambules et dormeurs normaux quant à l’activité en ondes lentes et aux oscillations lentes pour aucune des deux nuits. Au-delà ce certaines considérations méthodologiques ayant pu contribuer à ce résultat inattendu, nous croyons qu’il justifie un questionnement sur l’hétérogénéité des somnambules comme population. Notre deuxième article s’est penché sur les facteurs électroencéphalographiques transitoires susceptibles d’être associés au déclenchement des épisodes de somnambulisme. Nous avons comparé les fluctuations d’activité en ondes lentes et des oscillations lentes dans les minutes avant des épisodes de somnambulisme spontanés (c.a.d.: non associés à un stimulus identifiable) à celles survenant avant des éveils normaux comparables chez 12 somnambules adultes. Nous montrons que, comparativement aux éveils normaux, les épisodes de somnambulisme sont précédés d’un sommeil plus profond, tel qu’indiqué par une plus grande densité spectrale de l’activité en ondes lentes et une plus grande densité des oscillations lentes. Cet approfondissement du sommeil, spécifique aux épisodes de somnambulisme, semble survenir sur un laps de temps relativement long (>3 minutes), et non abruptement au cours des secondes précédant l’épisode. Ces données ouvrent un questionnement quant aux mécanismes en jeu dans la survenue des épisodes de somnambulisme spontanés. Globalement, cette thèse suggère que des phénomènes liés à l’activité en ondes lentes et aux oscillations lentes seraient liés au déclenchement des épisodes de somnambulisme, mais que des études supplémentaires devront être menées afin de délimiter le rôle précis que ces marqueurs jouent dans la pathophysiologie du somnambulisme. / Sleepwalking is a common parasomnia characterized by sudden but incomplete arousals out of non-rapid eye movement sleep during which predisposed individuals display motor behaviours of various complexity, accompanied by mental confusion and altered judgement. A growing body of evidence suggests that this condition could be associated with atypical patterns in slow wave activity and slow oscillations, both markers of the integrity of the homeostasis process and of sleep intensity. However, due to methodological limitations in past studies, the role of these electroencephalographic markers in the pathophysiology of sleepwalking remains unclear. Our first article aimed at describing slow wave activity and slow oscillations abnormalities in sleepwalkers by comparing whole night sleep in 10 adult sleepwalkers and 9 control participants. In addition, since past studies have shown that increased homeostatic pressure has differential effects on sleepwalkers versus normal controls (e.g., in terms of sleep fragmentation), we compared slow wave activity and slow oscillations during baseline sleep and recovery sleep after 38 hours of sleep deprivation in patients and controls. Results show that sleep deprivation increases slow wave activity power density and slow oscillations density in both groups. However, contrary to our predictions, no group differences were noted on any of the two nights on slow wave activity or slow oscillations. Beyond methodological considerations which may partially account for this unexpected result, this study opens questions as to the homogeneity of sleepwalkers as a clinical population. Our second study focused on transient electroencephalographic fluctuations that may be associated with the onset of sleepwalking episodes. We compared slow wave activity and slow oscillations fluctuations in the moments leading up to spontaneous (that is, occurring without an identifiable internal or external stimuli) somnambulistic episodes recorded in the sleep laboratory in 12 adult sleepwalkers and comparing these patterns to those observed prior to non-behavioural awakenings observed in the same patients. We showed that when compared to non-behavioural awakenings from the same sleep stage and sleep period, somnambulistic episodes were preceded by deeper sleep, as indicated by higher slow wave activity power density and slow oscillations density. This deepening of sleepwalkers’ sleep occurs over a relatively long period of time (>3 minutes) before the episode, rather than abruptly in the seconds preceding episode onset. These findings raise key questions about fundamental mechanisms involved in the occurrence of spontaneously recorded somnambulistic episodes. Taken as a whole, the results from the work presented in this thesis show that electrophysiological processes related to slow wave activity and slow oscillations play a role in the occurrence of somnambulistic episodes. However, the functional significance of these electroencephalographic markers in the pathophysiology of sleepwalking remains to be clarified.