Les trois objectifs généraux de ce projet d’étude étaient de décrire les différences quant aux habiletés d’autorégulation émotionnelle entre un groupe d’enfants en contexte d’adversité et un groupe d’enfants à faible risque d’adversité, de documenter l’association de ces habiletés avec le fonctionnement scolaire à la première année et finalement, d’explorer les associations entre les habiletés sous-jacentes et les marqueurs neurophysiologiques de l’autorégulation émotionnelle. Une première rencontre à l’été avant la rentrée scolaire a été effectuée et les enfants (n=48) ont participé à une tâche d’identification d’expériences émotionnelles et à une tâche de Stroop en parallèle à l’utilisation de la spectroscopie par proche infrarouge. Suite au début de la première année, le fonctionnement scolaire a été mesuré en administrant le Social Skills Improvement system par entrevue téléphonique aux parents et aux enseignants. Les résultats montrent une performance comparable des deux groupes d’enfants dans les tâches psychophysiques présentées, mais une différence significative quant à l’activation hémodynamique de l’aire de Brodmann 8 droite (BA8R) durant la réalisation de la tâche de Stroop. L’activation de l’aire de Brodmann 9 droite (BA9R) durant la tâche de Stroop présente quant à elle une association avec le fonctionnement scolaire des enfants. Finalement, les résultats permettent de dégager l’implication de BA8 et BA9 durant la performance dans des tâches sollicitant le traitement de stimuli émotionnel et la capacité d’inhibition. Ce projet d’étude a ainsi contribué à une meilleure connaissance de l’impact de l’adversité sur le développement des habiletés d’autorégulation émotionnelle, du rôle de ces habiletés sur le fonctionnement scolaire et a soutenu l’apport de connaissances empiriques soutenant le construit de l’autorégulation émotionnelle. Ces connaissances visent le soutien de la mise en place de mesures préventives efficaces, favorisant une transition scolaire vers la première année réussie. / The three objectives of this study were to describe the differences in emotional self-regulation skills among children in an adversity context group versus a group of children in a low-risk context, examine association between inhibitory control, capacity of emotions identification and prefrontal hemodynamic activation with school functioning and explore potential significant association between underlying skills of emotion regulation. A meeting in the summer before the school year was held and the children (n = 48) performed a face emotion identification task and a Stroop task during the use of Near-infrared spectroscopy. Following the beginning of the first school year, school functioning was evaluated with the Social Skills Improvement System by telephone interview with parents and teachers. The results show a comparable performance of the two groups of children in the psychophysical tasks presented, but a significant difference in the hemodynamic activation of the right Brodmann's area (BA8R) during the performance of Stroop's task. The activation of the Brodmann 9 right area (BA9R) during Stroop's task presents an association with the school functioning of the children. Finally, the results reveal the implication of BA8 and BA9 during performance in tasks requiring processing of emotional stimuli and inhibitory control. This study contributed to a better understanding of the impact of adversity on the development of emotional self-regulation skills, the role of these skills on school functioning and contribute to support empirical knowledge of emotional self-regulation. This knowledge aims to support the implementation of effective preventive measures for successful transition to school in the first year.

Les maladies psychiatriques présentent de fortes comorbidités avec des désordres gastrointestinaux, ce qui suggère l’existence de bases physiopathologiques communes. Une littérature abondante démontre que l’adversité précoce (infection, stress) augmente la vulnérabilité aux désordres psychiatriques à l’âge adulte. Chez le rongeur, le modèle de séparation maternelle induit chez la descendance adulte des comportements hyperanxieux associés à une hypersensibilité au stress, ainsi que des dysfonctionnements de la sphère gastrointestinale. De plus, des études récentes rapportent une hyperperméabilité de la barrière intestinale chez les ratons soumis au stress de séparation, un effet conduisant potentiellement à une dysbiose et une perturbation de la communication intestin-cerveau. Le but de ma thèse était donc d’étudier le rôle de l’axe intestin-cerveau dans la mise en place des effets à long terme du stress précoce. Nos travaux récents ont montré que certains effets à long-terme de la séparation maternelle peuvent être atténués par l’exposition des mères à un régime hyperlipidique. Dans un premier temps, nous avons testé les effets du régime hyperlipidique maternel sur le cerveau et l’intestin de ratons soumis à la séparation maternelle. Nos résultats montrent que le régime maternel hyperlipidique protège de l’augmentation de la permeabilité intestinale induite par le stress. Nous avons ensuite testé le rôle causal de la perméabilité intestinale sur les comportements émotionnels à travers une approche pharmacologique et une approche génétique. Nous rapportons 1) que la restauration de la fonction barrière de l’intestin atténue certains effets de la séparation maternelle et 2) qu’une hyperperméabilité intestinale chez des souris transgéniques non soumises à un stress produit des effets similaires à ceux de la séparation maternelle. Enfin, nous avons examiné les effets d’une adversité précoce multifactorielle sur le cerveau et l’intestin (perméabilité et microbiote) chez la descendance adulte mâle et femelle dans un modèle combinant infection prénatale et séparation maternelle. Nos résultats mettent en évidence un effet sexe très marqué sur les phénotypes comportements et intestinaux. D’autres études sont nécessaires pour identifier les mécanismes sous-tendant les effets de la perméabilité et la dysbiose intestinale sur la vulnérabilité émotionnelle associée au stress précoce. / Early-life adversity is a main risk factor for psychiatric disorders at adulthood; however the mechanisms underlying the programming effect of stress during development are still unknown. In rodents, chronic maternal separation has long lasting effects in adult offspring, including hyper-anxiety and hyper-responsiveness to a novel stress, along with gastrointestinal dysfunctions. Moreover, recent studies report gut barrier hyper-permeability in rat pups submitted to maternal separation, an effect that could potentially lead to dysbiosis and altered gut-brain communication. Therefore, the aim of my PhD was to unravel the role of the gut-brain axis in the neurobehavioral effects of early-life stress. We recently reported that some neural, behavioral and endocrine alterations associated with maternal separation in rats could be prevented by maternal exposure to a high-fat diet. We first addressed the effects of maternal high-fat diet on brain and gut during development in the maternal separation model. We show that maternal high-fat diet prevents the stress-induced decrease in spine density and altered dendritic morphology in the medial prefrontal cortex. Moreover, maternal high-fat diet also attenuates the exacerbated intestinal permeability associated with maternal separation. To explore a potential causal impact of gut leakiness on brain functions, we then examined the impact of pharmacological and genetic manipulations of intestinal permeability on brain and behavior. We report 1) that restoration of gut barrier function attenuates some of the behavioral alterations associated with maternal separation and 2) that chronic gut leakiness in naive adult transgenic mice recapitulates the effects of maternal separation. Finally, we examined the effects of multifactorial early-life adversity on behavior, gut function and microbiota composition in males and females using a combination of prenatal inflammation and maternal separation in mice. At adulthood, offspring exposed to early adversity displayed sex-specific behavioral (social behavior deficits in males and increased anxiety in females) and intestinal phenotypes. In conclusion, our work demonstrates an impact of gut dysfunctions, in particular gut leakiness, on the emergence of emotional alterations. Further studies are needed to unravel the role of the gut dysbiosis in the expression of the behavioral phenotypes associated with early-life adversity.

L’adversité précoce présente une variété de conséquences nuisibles d’ordre cognitif, émotionnel, comportemental ou reliées à la santé. Plusieurs formes d’adversité durant l’enfance peuvent perturber le développement et générer du stress. L’adversité précoce est associée à de moindres volumes hippocampiques, ce qui pourrait être expliqué par l’effet neurotoxique de taux élevés de glucocorticoïdes générés par du stress chronique et l’influence d’expériences précoces et aversives. Les stratégies de navigation représentent la méthode selon laquelle un individu navigue dans l’environnement. En explorant un nouvel environnement, on peut choisir d’utiliser une stratégie spatiale dépendant de l’hippocampe basée sur une carte cognitive ou une stratégie réponse dépendant du noyau caudé basée sur une succession de virages. Nous voulions vérifier s’il existe une association entre les stratégies de navigation et l’adversité familiale précoce. Nous avons donc supposé que les individus utilisant une stratégie spatiale durant le Labyrinthe Virtuel 4/8 (une tâche de navigation à double solution) obtiendraient des scores d’adversité familiale précoce plus faibles que ceux employant une stratégie réponse. Nous supposions aussi que les enfants ayant des scores d’adversité familiale plus élevés présenteraient une performance de mémoire réduite comparativement à ceux aux scores plus faibles. Nous avons observé que les enfants avec un score élevé d’adversité familiale avaient une performance de mémoire réduite dans le Labyrinthe Virtuel 4/8 lorsque comparés au groupe à faible score. Cela soutient que la mémoire serait négativement affectée par l’adversité familiale vécue précocement. Cela suggère aussi l’existence potentielle d’une interaction plus complexe entre l’adversité précoce et les systèmes de mémoire. / Experiencing early adversity presents many varied detrimental consequences, whether they be cognitive, emotional, behavioral or health related. Various forms of adverse manifestations can perturb a child’s development and generate stress. Early adversity shows a lot of associations with lesser hippocampal volumes, which could be explained by the neurotoxic effect of elevated glucocorticoid levels due to chronic stress and the influence of adverse experience at an early age. Navigation strategies represent an individual’s method to navigate in an environment. When exploring a new environment, they may choose to use a hippocampus-dependent spatial strategy, which relies on a cognitive map, or a caudate nucleus-dependent response strategy based on a succession of turns. We wanted to verify if there was an association between navigation strategies and early family adversity. We hypothesised that individuals who use a spatial strategy on the 4/8 Virtual Maze (a dual-solution navigation task) would have a lesser cumulative score of early family adversity. It was also supposed that our group with a high risk of family adversity would manifest a reduced memory performance. We found that our group with a high risk of family adversity had shown reduced memory performance in the 4/8 Virtual Maze when compared to the low-risk group. This supported our initial supposition that memory would be affected by family adversity during early childhood. Our findings support the detrimental effect of early family adversity on memory performance. This also suggests the lingering of a more complex interaction between early adversity and the memory systems.

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L’exposition à l’adversité précoce (AP) a été suggérée comme augmentant le risque de souffrir de psychopathologies associées à une dérégulation du système physiologique de stress ainsi qu’une altération de certains processus cognitifs. Cela dit, les études rapportent des résultats divergents quant à la direction de l’association entre l’AP, la sécrétion de cortisol (la principale hormone de stress chez l’humain) ainsi que la nature de ces dérèglements cognitifs chez l’adulte. Le ‘modèle du cycle de vie’ souligne l’importance de considérer le moment où l’AP a eu lieu pour la première fois (c.-à-d. l’âge minimal d’exposition) en vue d’expliquer ces discordances, considérant que les régions cérébrales importantes à la régulation du stress physiologique et possédant des récepteurs à cortisol (l’hippocampe, l’amygdale et le cortex préfrontal) ne se développent pas au même rythme. En vue de tester le modèle du cycle de vie, le but de cette thèse est d’évaluer le rôle modulateur de l’âge de la première exposition à l’AP sur le système physiologique de stress de même que sur les processus cognitifs soutenus par l’hippocampe, l’amygdale et le cortex préfrontal d’adultes en santé. Précisément, l’objectif de la première étude était de déterminer si l’âge minimal d’exposition à l’AP modulait le cortisol basal et réactif d’adultes en santé, et ce, en comparaison avec un modèle compétitif : celui de l’accumulation de l’AP, qui considère qu’il est important de considérer le nombre d’AP auquel l’individu a fait face au cours de son développement. Pour ce faire, nous avons mesuré le cortisol basal à l’aide d’échantillons de salive récoltés à la maison de même qu’en réaction à un stresseur psychosocial validé, le Trier Social Stress Test, chez 85 adultes en santé. Nous avons démontré que l’âge minimal d’exposition à l’AP module bel et bien le cortisol basal et réactif d’adultes en santé, et que ce modèle est un meilleur prédicteur du système physiologique de stress que celui du modèle d’accumulation mesuré via le Adverse Childhood Experience Questionnaire. En effet, nous avons démontré qu’être exposé pour la première fois à l’AP entre 3 et 7 ans (importante fenêtre de développement de l’amygdale) mène à une réponse cortisolaire au réveil plus élevée ainsi qu’à une réactivité cortisolaire plus faible en comparaison aux adultes ayant été exposés pour la première fois avant 3 ans ou après 7 ans. Ensuite, étant donné que l’hippocampe, l’amygdale et le cortex préfrontal possèdent des récepteurs à cortisol qui sont affectés par la sécrétion chronique d’hormones de stress en lien avec l’AP, l’objectif de la seconde étude était d’évaluer l’effet de l’âge minimal d’exposition à l’AP sur les processus cognitifs soutenus par ces structures. Pour ce faire, nous avons mesuré la mémoire déclarative (hippocampe), les biais attentionnels vers les informations menaçantes (amygdale) et la régulation émotionnelle (connexion frontoamygdalienne) en fonction de l’âge minimal d’exposition à l’AP chez les mêmes sujets en santé. Nous avons démontré que les femmes exposées à l’AP pour la première fois après l'âge de 8 ans (fenêtre de développement de la connectivité frontoamygdalienne) présentent un biais attentionnel vers les informations menaçantes. Dans l’ensemble, les résultats de cette thèse soutiennent partiellement le modèle du cycle de vie et offrent une perspective nouvelle sur certaines fenêtres développementales qui semblent plus sensibles aux effets de l’AP sur certaines régions du cerveau responsables de réguler le stress et les émotions. / Early adversity (EA) has been shown to be a potent risk factor in the development of psychopathologies associated with a deregulation of the physiological stress system as well as cognitive functions. However, studies report divergent results as to the direction of the association between EA, the secretion of cortisol (the main stress hormone in humans) and the nature of these cognitive dysfunctions in adulthood. The Life cycle model of stress underlines the importance of considering the moment at which EA first occurred, given that the brain regions that are necessary to regulate the stress response and that are dense in cortisol receptors (the hippocampus, the amygdala and the prefrontal cortex) do not develop at the same rhythm. In order to test the Life cycle model of stress, the aim of this thesis is to evaluate the modulating role of the age at first exposure to EA on the physiological stress system as well as on the cognitive processes sustained by the hippocampus, the amygdala and the prefrontal cortex in healthy adults. Precisely, the goal of the first study was to determine if the minimal age at exposure to EA modulated basal and reactive cortisol levels in 85 healthy adults, and to compare these results to a competing model: the Accumulation model (which suggests that the number of EA predicts patterns of cortisol dysregulations). To do so, we measured basal cortisol using saliva samples collected at home as well as in response to a validated psychosocial stressor, the Trier Social Stress Test. We have shown that minimal age at exposure to EA does indeed modulate the basal and reactive cortisol patterns in healthy adults, and that this model is a better predictor of the physiological stress system as opposed to the Accumulation model measured using the Adverse Childhood Experience Questionnaire. Indeed, results showed that although the number of EA was not associated with patterns of basal or reactive cortisol secretion, adults first exposed to EA between the ages of 3 and 7 – an important time window for amygdala development – showed greater cortisol awakening response and lower cortisol reactivity relative to those first exposed to EA before 3 or after 7. Then, given that the hippocampus, the amygdala and the prefrontal cortex possess cortisol receptors that are affected by the chronic secretion of stress hormones following EA, the goal of the second study was to evaluate the effect of minimal age at exposure to EA on the cognitive processes sustained by these structures. To do this, we measured declarative memory (hippocampus), attentional bias to threat (amygdala) and emotional regulation (frontoamygdala connection) as a function of minimal age at exposure to EA in the vi same healthy subjects. Results revealed increased attentional bias to threat in women first exposed to EA after 8 years (prefrontal cortex and frontoamygdala connectivity development). Overall, the results of this thesis partially support the Life cycle model of stress and highlight the importance of considering the age at first exposure to EA when investigating the long-lasting effects of EA on physiological stress and cognitive processes in healthy adults.

La Commission de vérité et de réconciliation (CVR) a dénoncé d'anciennes politiques assimilatoires envers les Autochtones dans lesquelles les pensionnats ont joué un rôle central en excluant les parents du développement de leurs enfants. Appliquées plus tardivement aux Inuits, ces politiques ont provoqué de profonds traumatismes collectifs dont les séquelles persistent à travers les piètres conditions de vie, la prévalence de problématiques destructrices et la surreprésentation des enfants dans le système de protection de l'enfance. C'est dans ce contexte que la présente thèse examine différentes difficultés socioéconomiques et psychosociales de 176 mères inuites du Nunavik durant l'année postnatale en tant que facteurs pouvant constituer un risque pour le développement optimal du nourrisson à 12 mois. Dans le premier article, l'adversité postnatale vécue par ces mères est décrite selon une approche épidémiologique en documentant la prévalence de facteurs de risque socioéconomiques (âge, éducation, monoparentalité, emploi, aide sociale) et psychosociaux (détresse psychologique, comportements suicidaires, violence conjugale, consommation de drogues, abus d'alcool) et en identifiant des profils de risque. Les résultats indiquent que la majorité des mères rapportent plusieurs facteurs de risque pouvant nuire à leur bien-être durant une période développementale charnière chez l'enfant. À partir de ces risques, 4 conditions dichotomiques (précarité socioéconomique, détresse, violence conjugale et utilisation de substances) sont créées et intégrées aux analyses de classes latentes. Elles mettent en évidence 3 profils. Le premier comprend des mères ne présentant peu ou pas de risques (30,8%) ; les deuxième et troisième incluent des mères susceptibles de vivre de la détresse, mais pour des raisons différentes (69,2%). Le deuxième profil regroupe des mères monoparentales sujettes à un stress socioéconomique (40,1%) tandis que le troisième profil compte des mères financièrement moins en difficulté, mais qui évoluent dans une relation conjugale violente et tendent à consommer des drogues ou à abuser de l'alcool (29,1%). Ces résultats suggèrent que les programmes périnataux au Nunavik devront adresser les besoins potentiellement différents de ces 2 groupes de mères pour favoriser leur bien-être et celui de leur enfant. Dans le second article, l'examen des associations directes des facteurs de risque maternels avec le développement du nourrisson à 12 mois et des associations indirectes via un processus d'altération de la qualité de l'environnement familial est réalisé. Comme la majorité des participantes expérimentent plusieurs risques, le lien entre le cumul de facteurs de risque et le développement est aussi examiné. Aucun des modèles n'indique de lien direct entre le cumul de risques et le développement ou de relation indirecte via la qualité de l'environnement familial. Toutefois, certains risques maternels tels que ne pas avoir d'emploi, être peu scolarisé, avoir déjà tenté de se suicider et avoir consommé de la drogue durant l'année postnatale sont directement associés (ß < -0,27) à des indicateurs psychomoteurs et cognitifs de développement à 12 mois. La qualité de l'environnement familial présente aussi des liens directs (ß < 0,16) avec le développement psychomoteur et cognitif dans certains modèles. Cette étude ne corrobore pas l'hypothèse postulant que le développement est affecté par le fardeau croissant de stress résultant de l'augmentation du nombre de risques. Elle suggère plutôt que certains risques socioéconomiques et psychosociaux présents durant l'année postnatale, peuvent favoriser l'identification des nourrissons les plus vulnérables, c'est-à-dire ceux dont le développement psychomoteur et cognitif optimal est le plus menacé. Nous estimons que les risques influençant négativement le développement dans cette étude constituent des indicateurs d'un malaise de longue date continuant de s'actualiser dans la vie des mères. Même si l'année postnatale est reconnue comme charnière pour le développement, cette thèse démontre l'importance de s'intéresser à des stresseurs chroniques, présents avant la naissance de l'enfant chez les Inuits. Les traumatismes historiques, dont les effets se transmettent aux générations subséquentes, constituent des stresseurs chroniques, pouvant nuire aux processus de résilience des mères et les amener à répéter des comportements inadéquats vécus dans leur passé. La CVR recommande d'ailleurs la mise en place de programmes de formation et de soutien parentaux adaptés à la culture afin d'aider les parents victimes des conséquences de l'oppression culturelle passée. La présente thèse soutient empiriquement de tels programmes en montrant que la qualité de l'environnement familial prodiguée par les mères inuites est associée à un meilleur développement précoce chez le nourrisson.