Objectifs Les études évaluant l’efficacité de l’entraînement physique chez les lombalgiques chroniques observent généralement des tailles d’effet faibles à modérer. Une possibilité est que les essais ont été trop courts pour observer le plein potentiel de l’exercice physique. Nous avons cherché à caractériser la cinétique de la douleur pendant un régime d’exercice multimodal afin d’explorer si les participants pourraient bénéficier de régimes d’exercice plus long. Méthodes Cinquante-sept participants souffrant de lombalgie chronique ont suivi un régime d’exercice multimodal (exercices aérobies et en résistance) ou une période d’attente. Les capacités physiques et fonctionnelles des participants ont été évaluées avant l’intervention et la semaine suivant la complétion du protocole. L’intensité de la douleur dans le bas du dos a été enregistrée au début de chaque séance d’entraînement afin de suivre l’évolution de la douleur pendant le programme d’entraînement. Une modélisation linéaire à effets mixtes a été réalisée pour décrire la cinétique de la douleur. Des analyses de modération ont été effectuées pour vérifier si le sexe, l’intensité de la douleur au début du programme et l’amélioration des capacités physiques pouvaient prédire une plus grande réduction de la douleur. Résultats Les participants du groupe d’entraînement, mais pas ceux du groupe contrôle, se sont améliorés aux tests de capacités physiques. Cependant, les participants du groupe d’entraînement ne semblent pas avoir amélioré leurs capacités fonctionnelles. La douleur a diminué tout au long du programme d’entraînement (terme linéaire : 𝛽 = −14.89, 𝑝 < .001). Cependant, la réduction de la douleur ralentissait à mesure que les participants progressaient dans le programme d’entraînement (𝛽 = −5.48, 𝑝 = .001). La réduction de la douleur était modérée par l’amélioration des capacités physiques et l’intensité de la douleur au début du programme, mais pas par le sexe. Conclusion Il semble que l’efficacité de l’entraînement physique atteigne un effet plancher, empêchant les participants d’atteindre un état sans douleur. Favoriser l’amélioration des capacités physiques semble aussi être une stratégie pour maximiser l’effet du programme d’entraînement. / Objectives Trials investigating the efficacy exercise therapy in low back pain (LBP) patients typically yield small to moderate effect size. One possibility is that trials have been too short to observe the full potential of physical exercise. We sought to characterize the kinetic of pain during a multimodal exercise regimen to explore if participants could benefit from longer exercise regimen. Methods Fifty-seven LBP patients completed a multimodal exercise regimen (aerobic and resistance exercises) or a waiting period. Physical and functional outcomes were measured prior to the intervention and one week after its completion. Pain intensity in the lower back was recorded at the beginning of each training sessions to monitor the evolution of pain during the exercise regimen. Linear mixed-effect modelling was performed to describe the kinetic of pain. Moderation analyses were performed to test whether sex, baseline pain intensity and improvement in physical capacities predicted greater pain reduction. Results Participants in the exercise group, but not the control group, improved in physical and functional outcomes. Pain decreased throughout the exercise regimen (linear trend: 𝛽 = −14.89, 𝑝 < .001). However, pain reduction slowed down as participants progressed in the training program (quadratic trend: 𝛽 = -5.48, 𝑝 = .001). Pain reduction was moderated by improvement in maximal aerobic capacities and baseline pain intensities, but not by sex. Conclusion It appears that the effect of exercise therapy reaches a floor effect, preventing participants from reaching a painless state. Designing physical training program maximizing improvements in physical capacities may be a good strategy to increase the efficacy of exercise therapy.

De nombreux changements cérébraux s’opèrent au cours du vieillissement normal, et ce, tant au niveau structurel que fonctionnel. Ces changements résultent le plus souvent en une certaine détérioration du fonctionnement cognitif et se répercutent ainsi sur la qualité de vie des personnes âgées. Il appert toutefois que certaines personnes se voient relativement épargnées et parviennent à maintenir un niveau de fonctionnement cognitif comparativement élevé en dépit de l’avancement en âge. En présence d’une accélération du vieillissement populationnel, il devient donc criant de comprendre les facteurs et les mécanismes neurobiologiques qui contribueraient à cette meilleure résilience face aux effets du vieillissement sur le cerveau et la cognition. Bien que plusieurs modèles aient tenté de rendre compte de ce phénomène, la compréhension des mécanismes qui le sous-tendent demeure à ce jour relativement lacunaire. L’objectif principal de cette thèse était ainsi d’exposer les corrélats neurobiologiques associés à une meilleure résilience face aux effets du vieillissement normal sur le cerveau et la cognition, et ce, par l’entremise de mesures d’imagerie par résonance magnétique structurelle (IRM) et fonctionnelle (IRMf). Cette thèse contient quatre articles. L’intention du premier article (Chapitre II) était de faire une synthèse des connaissances quant aux mécanismes impliqués dans la résilience contre les effets délétères du vieillissement normal sur la cognition. Dans cette revue de la littérature, nous nous sommes intéressés à deux des principaux modèles visant à rendre compte de ce phénomène de protection : la réserve cérébrale et la réserve cognitive. L’examen de la littérature empirique amène à la conclusion qu’une meilleure résilience pourrait reposer sur des différences cérébrales à la fois structurelles et fonctionnelles, et donc que les deux modèles proposés pourraient amener une contribution indépendante au phénomène de résilience. Par ailleurs, nous soulevons l’hypothèse que les corrélats de la résilience s’apparentent grandement aux différences cérébrales associées aux entraînements cognitifs. Les trois articles suivants sont des articles empiriques qui s’intéressent à la mémoire de travail, une fonction qui décline avec l’âge, mais qui montre d’importantes différences interindividuelles. L’objectif du second article (Chapitre III) était d’investiguer la relation entre la scolarité, un indicateur de réserve (reserve proxy) bien établi, et le volume régional de la substance grise, ainsi qu’entre la scolarité et les activations cérébrales lors d’une tâche de mémoire de travail chez des participants âgés et cognitivement sains. Les résultats indiquent qu’un nombre d’années de scolarité plus élevé est à la fois associé à une moindre perte de volume liée à l’âge dans les régions frontales et pariétales, ainsi qu’à une plus grande activation liée à l’âge dans certaines régions préfrontales faisant partie du réseau de la mémoire de travail. La troisième étude (Chapitre IV) visait à examiner si les différences cérébrales fonctionnelles associées à la scolarité sont compatibles avec des mécanismes d’efficacité ou de flexibilité neuronale. Elle avait ensuite pour objectif d’examiner l’effet « protecteur » de ces différences fonctionnelles sur le plan de la performance en mémoire de travail. Les résultats suggèrent que les deux mécanismes posés seraient associés à une meilleure préservation de la mémoire de travail face aux effets de l’âge, mais que leur implication respective dépendrait du niveau d’exigence de la tâche. Enfin, l’objectif de la quatrième étude (Chapitre V) était de tester, dans un premier temps, la relation entre l’engagement dans un style de vie stimulant et le maintien de l’intégrité de la substance blanche. Puis, l’étude visait dans un second temps à examiner si une plus grande intégrité de la substance blanche diminuait l’impact de l’âge sur la mémoire de travail. Les résultats de l’étude suggèrent qu’un style de vie plus stimulant serait associé à un moindre volume de lésions de la substance blanche liées à l’âge et que ce moindre volume de lésions de la substance blanche serait en retour associé à de meilleures performances en mémoire de travail. / Many changes to the brain occur in normal aging, both structurally and functionally. These changes most often result in a certain deterioration of cognitive functioning, and thus affect the quality of life of the elderly. It appears, however, that some people are relatively spared and manage to maintain a comparatively high level of cognitive functioning despite advancing in age. In the presence of an acceleration of population aging, there is a striking need to understand the factors and neurobiological mechanisms that may contribute to this better resilience to the effects of aging on the brain and on cognition. Although several models have attempted to account for this phenomenon, the understanding of the mechanisms that underpin it is still relatively incomplete. The main objective of this thesis was to expose the neurobiological correlates associated with a better resilience to the effects of normal aging on the brain and cognition, through structural (MRI) and functional magnetic resonance imaging (fMRI). This thesis contains four articles. The intention of the first article (Chapter II) was to synthesize knowledge about the mechanisms involved in the resilience against the degenerative effects of normal aging on cognition. In this literature review, we were interested in the two main models attempting to account for this protective phenomenon: the brain reserve and cognitive reserve. Examining the empirical literature leads to the conclusion that better resilience might be based on both structural and functional brain differences, and therefore that the two proposed models could make an independent contribution to the resilience phenomenon. In addition, we hypothesize that the correlates of resilience are very similar to the brain differences associated with cognitive training. The following three articles are empirical articles which focus on working memory, a function that declines with age but shows significant inter-individual differences. The purpose of the second article (Chapter III) was to investigate the relationship between education, a well-established reserve proxy, and the regional volume of gray matter, as well as between education and brain activation during a working memory task in cognitively healthy elderly participants. Results indicate that higher years of education are associated with lower age-related loss of volume in the frontal and parietal areas, as well as greater age-related activation in some prefrontal regions that are part of the working memory network. The third study (Chapter IV) sought to examine whether functional education-related brain differences are compatible with neuronal efficiency and/or flexibility mechanisms. It further aimed to examine the "protective" effect of these functional differences on working memory performance. The results suggest that the two proposed mechanisms would be associated with a better preservation of working memory in the face of the effects of age, but that their respective involvement would depend on the level of the task requirement. Finally, the objective of the fourth study (Chapter V) was to first test the relationship between engagement in a stimulating lifestyle and white matter integrity maintaining. Then, the study aimed to examine whether greater white matter integrity decreased the impact of age on working memory. The results of the study suggest that a more stimulating lifestyle would be associated with a lesser age-related white matter lesions volume, and that this smaller white matter lesions volume would in turn be associated with better working memory performance.