La thèse porte sur les propriétés d'un phénomène capital dans le domaine de la mémoire : l'effet de répétition de Hebb (ERH). Cet effet, originellement observé par Donald O. Hebb (1961), renvoie à l'amélioration involontaire de la performance pour une séquence d'items ordonnés répétée à plusieurs reprises au cours d'une tâche de rappel sériel immédiat. L'étude des propriétés de l'ERH est déterminante puisqu'elle favorise la compréhension de différents concepts liés à la mémoire à court terme, à la mémoire de l'ordre et à la mémoire implicite (voir Page, Cumming, Norris, Hitch & McNeil, 2006). Dans le premier chapitre empirique de la thèse (Chapitre II), l'ERH est étudié avec du matériel spatial dans le but d'établir la correspondance entre les apprentissages verbal et spatial. De plus, certaines propriétés importantes sont examinées, dont l'impact de la similitude entre la série répétée et les séquences non-répétées et l'influence de la conscience sur l'amplitude de l'apprentissage. Il est noté que les ERH verbal et spatial présentent sensiblement les mêmes caractéristiques : leurs rythmes d'apprentissage sont similaires, les deux semblent indépendants de la conscience des participants et les deux sont présents lorsque les séquences diffèrent en termes d'ordre et d'item ou en termes d'ordre seulement. Le deuxième chapitre empirique (Chapitre III) tente d'élucider à quelle étape du traitement de l'information l'ERH se concrétise - au niveau de la perception, du maintien ou de la production d'une réponse - en évaluant le rôle de chacune de ces étapes de façon isolée. Les résultats de ce chapitre appuient l'importance de la phase de rappel en démontrant que lorsque l'ERH ne se manifeste pas, les participants apprennent plutôt les erreurs qu'ils produisent. En plus de permettre de redéfinir l'ERH, qui représente un apprentissage de la bonne réponse ou des erreurs commises, et de clarifier certaines incohérences, les résultats de la thèse permettent d'inférer des propriétés de la mémoire implicite. Par surcroît, ils reconnaissent l'importance de l'équivalence fonctionnelle lorsque l'information d'ordre est traitée et soulignent plusieurs points importants devant être considérés par les modèles computationnels pour rendre compte plus parcimonieusement des phénomènes liés au traitement de l'ordre.

Les variables associées à la marche sont typiquement évaluées chez les enfants ayant une déficience motrice cérébrale (DMC) lorsqu’ils sont reposés ou n’ont pas préalablement fait d’exercice. Cela ne reflète pas nécessairement leur réalité quotidienne où la fatigue peut être un enjeu. Deux études ont été menées dans l’objectif d’évaluer les changements locomoteurs immédiats pré- versus post-exercice (modéré ou intense) chez des enfants ayant une DMC légère. L’Étude I (évaluation du membre inférieur plus atteint) rapporte que la fréquence médiane (FM) du tibial antérieur (TA) diminue significativement (>4%) suivant un exercice locomoteur intense, suggérant une fatigue musculaire. Il y a également une augmentation significative de la FM du semi-tendineux (ST) suivant un exercice intense et du triceps sural (TS) suivant un exercice modéré. De plus, une diminution significative de l’amplitude moyenne de l’activation musculaire du ST suivant un exercice modéré et intense, et du TS suivant un exercice intense sont observés. Une association positive entre les changements de coactivation musculaire de la jambe et de la FM du TA post-exercice est également présente. La capacité à maintenir ou augmenter cette coactivation pourrait être un facteur protecteur contre la fatigue musculaire. L’Étude II démontre que la stabilité du patron de la cinématique de marche (SPCM) des membres inférieurs se dégrade significativement suivant un exercice intense. Cette dégradation est particulièrement marquée aux chevilles, suggérant une perte de contrôle optimal du mouvement, possiblement reliée à la fatigue musculaire. Les enfants plus jeunes, moins sédentaires et faisant davantage d’activités physiques vigoureuses démontrent une plus grande SPCM post-exercice à la cheville moins atteinte. Aucun changement de dépense d’énergie métabolique n’a été observé dans les études. En conclusion, les résultats obtenus supportent la pertinence d’évaluer les variables liées à la marche suivant un exercice chez cette population, puisque l’exercice mène à certains changements à la marche. / Walking-related variables are typically evaluated in children with cerebral palsy (CP) when they are rested or when they have not previously exercised. This may not necessarily reflect their walking in daily life where fatigue could be an issue. Two studies were carried out to assess immediate locomotor changes pre- versus post-exercise bout (moderate or intense) in children with mild CP. Study I (assessment of the more affected lower limb) found that the tibialis anterior (TA) median frequency (MF) significantly decreased (> 4%) following intense locomotor exercise, suggesting possible muscle fatigue. There was also a significant increase in MF in semitendinosus (ST) following intense exercise and in triceps surae (TS) following moderate exercise. Furthermore, there was a significant decrease in mean amplitude of muscle activation in the ST following moderate and intense exercise and in the TS following intense exercise. A positive association between post-exercise changes in lower leg coactivation and TA MF was also present. The ability to maintain or increase this coactivation may protect against muscle fatigue. Study II showed that lower limbs kinematic pattern stability (KPS) decreased significantly following intense exercise. This decrease was especially marked at the ankles suggesting a loss of optimal ankle movement control, possibly related to muscle fatigue. Younger children, those who are less sedentary and who do more vigorous physical activities demonstrated greater post-exercise KPS at the less affected ankle. No change was found in metabolic energy expenditure in either study. In conclusion, results found support the relevance of assessing walking-related variables during walking following exercise in this population, since exercise leads to certain changes during walking.

La plupart des modèles de la perception du temps postulent l'existence de deux mécanismes fondamentaux : un chronomètre et une mémoire des durées. La mémoire emmagasine des durées critiques afin de pouvoir relativiser et interpréter les informations provenant du chronomètre. Cette thèse vise une meilleure compréhension du contenu de la mémoire temporelle et des propriétés des représentations qui y sont stockées. Pour répondre à cet objectif, une série d'expériences psychophysiques ont été réalisées. Après une revue de la question et des enjeux théoriques au Chapitre 1 et une description de la stratégie expérimentale au Chapitre 2, le Chapitre 3 est un article scientifique qui renferme deux expériences. La stratégie expérimentale utilisée repose sur le fait que, lorsque comparés directement, les intervalles auditifs sont jugés comme étant plus longs que les intervalles visuels pour une même durée physique. La première expérience consiste en une tâche de bissection impliquant des intervalles auditifs et visuels. Les intervalles d'une même modalité sont groupés par bloc ou variés aléatoirement d'essai en essai. Dans la deuxième expérience, la tâche de bissection est modifiée afin de recueillir plus d'informations quantitatives. Ces expériences révèlent que la trace laissée par les intervalles reste active en mémoire pendant au moins 30 essais subséquents. Au Chapitre 4, un second article décrit une expérience où l'évolution du contenu mnésique est testée dans un contexte d'interférence et d'intermodalité. Une tâche de chronométrage parallèle est utilisée. Dans ce contexte, le chronométrage est plus précis en modalité auditive qu'en modalité visuelle et le traitement en mémoire amplifie cette différence. Ces résultats suggèrent une dissociation entre les mécanismes de chronométrage et de mémoire. Sur le plan empirique, ces travaux fournissent une première quantification de l'évolution des représentations du temps en mémoire. Ils mettent en évidence l'influence d'indices à court et à long terme sur les jugements temporels. Ils permettent aussi une dissociation des caractéristiques intermodales propres au stade de chronométrage et à la mémoire. Sur le plan méthodologique, deux nouvelles méthodes prometteuses sont proposées et testées afin de pallier les lacunes des tâches psychophysiques traditionnelles dans le cadre de l'étude de la mémoire temporelle.

Introduction : Le contrôle moteur est un phénomène grandement étudié en recherche et fréquemment évalué en réadaptation physique à la suite d'une blessure musculosquelettique, car cela permet de comprendre les relations entre l'individu, la tâche et l'environnement dans le but de produire un mouvement précis et bien contrôlé. Son évaluation permet de mettre en évidence l'intégration des informations somatosensorielles pertinentes (comme la proprioception), la planification et l'exécution d'un mouvement précis dans un environnement en particulier. Cependant, l'intégration d'une grande variété d'informations sensorielles à plusieurs niveaux du système nerveux a le potentiel d'être altérée par la présence de perturbateurs, comme la douleur. Il est d'ailleurs connu qu'en présence de douleurs chroniques, le contrôle moteur et la proprioception sont altérés. En contrepartie, très peu de littérature est disponible pour démontrer cette interaction en présence d'une douleur aigüe, comme lors d'une blessure musculosquelettique récente. Il semble réaliste de supposer qu'il en est de même avec la douleur aigüe. Pour évaluer cette possible interaction contrôle moteur-douleur, l'entorse de cheville a été choisie comme modèle de blessure musculosquelettique dans la présente thèse. L'entorse de cheville est une blessure très fréquente, présentant un haut taux de chronicisation et pouvant mener à de la douleur chronique à la cheville. D'ailleurs, lors de la réadaptation, des tests de contrôle sensorimoteur et/ou de proprioception sont utilisés pour assurer le suivi de l'entorse. Cependant, les tests utilisés en physiothérapie ont principalement été développés avec des populations sans entorse ou ayant des instabilités chroniques à la cheville. Il n'y a donc pas d'évidence scientifique supportant l'utilisation de ces tests en présence d'une douleur aigüe. De plus, l'effet de ce type de douleur sur le contrôle moteur et la proprioception de la cheville n'est pas connu. Le but général de cette thèse doctorale est donc de déterminer l'impact d'une douleur expérimentale aigüe sur le contrôle moteur et la proprioception à la cheville. Pour ce faire, quatre études ont été réalisées dans l'optique de tester les hypothèses selon lesquelles la présence d'une douleur aigüe augmente le seuil proprioceptif (altération négative de la proprioception) et diminue la performance lors de gestes fonctionnels (la marche) et lors de tests cliniques évaluant le contrôle moteur (le Y-Balance Test). Méthodologie : Un modèle de douleur expérimentale de type musculosquelettique a été développé (étude 1) en utilisant une stimulation électrique nociceptive. Seize participants sains ont été recrutés pour marcher en présence de ce modèle pour déterminer s'il permet de générer des adaptations locomotrices similaires à ce qui est observé chez des patients ayant une douleur musculosquelettique. Puis, une revue de littérature incluant 79 articles a été effectuée (étude 2) pour déterminer quels tests présentent les meilleures qualités métrologiques pour évaluer le contrôle moteur et la proprioception à la suite d'une entorse de cheville. Pour ce qui est de l'étude 3, 36 participants ont été recrutés pour effectuer, à deux reprises, un test de proprioception effectué durant la marche. Les participants ont été divisés en trois groupes : (1) Contrôle, qui a complété les deux évaluations sans douleur, (2) Groupe stimulation électrique non douloureuse et (3) Groupe stimulation électrique nociceptive. Le seuil proprioceptif des deux évaluations a été comparé pour chaque participant, soit le seuil dans la condition de base et celui dans la condition spécifique au groupe. Finalement, lors de l'étude 4, 48 participants ont complété à deux reprises le Y-Balance Test, un test clinique de contrôle moteur, pour comparer leur performance en fonction de leur groupe (Contrôle, Stimulation non douloureuse ou Douleur). La performance au test, évaluant le contrôle moteur, a été comparée entre la première exécution en condition contrôle et la deuxième exécution spécifique au groupe. Conclusion : Les résultats de cette thèse ont permis de démontrer qu'une stimulation électrique nociceptive à la cheville peut causer une douleur aigüe partageant des similarités avec une blessure musculosquelettique. De plus, il a été possible de démontrer que cette stimulation peut altérer la proprioception lors d'un geste fonctionnel, ainsi que le contrôle moteur à la cheville durant un test identifié comme étant le meilleur test clinique pour les entorses de cheville. Cliniquement, ceci suggère qu'une interprétation adéquate des résultats des tests doit tenir compte de l'effet perturbateur que peut avoir une douleur aigüe sur le résultat obtenu. / Introduction: Motor control is a concept that is widely studied in research and frequently evaluated in rehabilitation following musculoskeletal injury, as it highlights the relationship between the individual, the task and the environment to produce a precise and controlled movement. Its evaluation requires a timely integration of relevant somatosensory information (such as proprioception), the planning and execution of a precise movement in a particular environment. However, the integration of a wide variety of information at multiple levels of the nervous system for optimal motor control has the potential to be altered by the presence of a disruptive information such as pain. It is known that in the presence of chronic pain, motor control and proprioception are altered. However, very little literature is available to demonstrate this interaction in the presence of acute pain following musculoskeletal injury. However, it seems realistic to assume that the interaction is still present with acute pain. To evaluate this possible motor control-pain interaction, ankle sprain was chosen as a model of musculoskeletal injury. Indeed, ankle sprains are very frequent injuries, with a high rate of chronicization andcan lead to chronic ankle pain. Several motor control and proprioception tests have been developed to monitor the sprain during rehabilitation. However, the tests used in physiotherapy were mainly developed with populations without actual sprains or with chronic ankle instability. Therefore, no evidence supports the use of these tests in the presence of acute pain, especially since the effect of this type of pain on motor control and proprioception at the ankle is not known. The main goal of this Ph.D. thesis is therefore to determine the impact of acute experimental pain on ankle motor control and proprioception. Four studies were conducted to test the hypotheses that the presence of acute pain increases proprioceptive threshold (negative alteration of proprioception) and decreases performance on a motor control test frequently used in clinics. Methods: To test these hypotheses, an experimental musculoskeletal-like pain model was developed (Study 1) using a nociceptive electrical stimulation. Sixteen healthy participants were recruited to walk in the presence of the pain model to assess potential locomotor adaptations similar to those observed in patients with musculoskeletal pain. Then, a systematic review including 79 articles was performed (Study 2) to determine which tests have the best psychometric properties to assess motor control and proprioception following ankle sprains. Regarding Study 3, 36 participants were recruited to perform a proprioception test twice while walking. Participants were divided into three groups: (1) Control group, which completed both assessments without pain, (2) Group with non-painful electrical stimulation and (3) Nociceptive electrical stimulation group. Proprioceptive threshold was compared for each participant between the two assessments, i.e. threshold during baseline condition and during "group-specific" condition. Finally, in Study 4, 48 participants completed the Y-Balance Test, a clinical motor control test, twice. Test performance, assessing motor control, was compared between the first performance during baseline condition and the second "group-specific" performance (Control, Non-painful stimulation or Pain). Conclusion: The results of this thesis demonstrate that nociceptive electrical stimulation at the ankle can generate an acute pain that shares similarities with musculoskeletal injury. Furthermore, it was possible to demonstrate that acute nociceptive electrical stimulation can alter proprioception during a functional movement and alter motor control at the ankle during a test identified as the best clinical test for ankle sprains. Clinically, this suggests that accurate interpretation of test results must take into account the disruptive effect that acute pain can have on proprioception and on motor control.

Les maladies cardiovasculaires, tout comme l’obésité et ses co-morbidités associées, sont en tête de liste des principales causes de décès dans le monde et constituent un fardeau économique important. À cet effet, il est primordial de trouver des solutions pour freiner leur progression. Les travaux présentés dans cette thèse doctorale examinent et décrivent les effets du travail mental, en tant que modalité professionnelle, sur certaines composantes biologiques et comportementales d’hommes et de femmes apparemment en bonne santé. Tout d’abord, cette thèse démontre que le travail mental a le potentiel d’induire une augmentation de la pression artérielle (PA) et de la fréquence cardiaque (FC). Cet effet se manifeste par une diminution de l’activité cardiaque parasympathique lors d’une courte période de travail mental et ce, autant chez la femme que chez l’homme pour une intensité d’effort similaire. Toutefois, la deuxième étude effectuée lors de ces travaux doctoraux a plutôt démontré que cette situation semble avoir un effet aigu de courte durée puisque la FC, la PA et la variabilité de la fréquence cardiaque chez de jeunes hommes en santé sont revenues aux valeurs de base dès la fin d’une tâche de travail mental. Enfin, nous avons évalué l’effet que pouvait avoir le travail mental sur la balance énergétique de jeunes adultes. Les résultats observés ont démontré que les femmes semblent consommer plus de calories suite à une situation de travail mental alors que les hommes ont le comportement inverse. L’activité physique, toutefois, a le même effet sur les hommes et les femmes, suggérant une diminution de l’apport alimentaire relatif à la dépense. Les sensations d’appétit ne semblent pas différentes entre les sexes lorsque soumis à différents stimuli tel que le travail mental et l’activité physique. / Cardiovascular diseases, as well as obesity and its associated co-morbidities, are the leading causes of death in the world and a major economic burden. Accordingly, it is essential to find ways to slow their progression. This thesis aims to describe the biological and behavioural impact of mental work in healthy men and women. First, this work demonstrates that mental work increases blood pressure (BP) and heart rate (HR) in young adults through a reduction in cardiac parasympathetic modulation. This result is observed in men and women when the objective and subjective mental work intensity is similar between both sexes. The second study shows that this effect seems to be acute and of short duration as HR, BP and heart rate variability return to baseline levels at the end of a mental work condition in healthy males. Finally, results from this thesis showed that women tend to eat more after mental work while men have the opposite behaviour. However, physical activity has the same effect on men and women, suggesting a decrease in food intake relative to expenditure. The appetite sensations’ markers are not different between sexes when submitted to different stimuli such as mental work and physical activity.

Depuis le début du 21ème siècle, la nature de la réponse motrice lors de la compréhension de langage d’action fait l’objet d’un débat théorique animé. Le rôle que cette réponse motrice pourrait jouer dans le traitement sémantique du langage d’action divise la communauté neuroscientifique. Tandis que certains modèles théoriques soutiennent une incarnation forte du langage, traduite par une implication primordiale du système moteur dans les processus sémantiques, d’autres s’y opposent fermement et défendent une approche computationnelle d’un système sémantique abstrait et désincarné. D’autres modèles sont plus nuancés et certains reconnaissent l’importance de l’influence de différents contextes sur la réponse motrice lors du traitement du langage. En effet, certains facteurs linguistiques et moteurs modulent la réponse motrice lors de la compréhension de langage d’action. L’objectif principal de la présente thèse est de caractériser certains facteurs modulateurs de la réponse : la polarité sémantique, les habiletés individuelles en imagerie motrice et en exécution motrice, et la structure corticale. Le facteur modulateur linguistique le plus étudié à ce jour est la polarité sémantique (c.-à-d. la valence affirmative/négative). Or de nombreux aspects relatifs à l’influence de ce facteur sur la réponse motrice doivent encore être investigués. À l’aide de l’électromyographie (EMG), l’Étude 1 mesure l’influence sur la réponse motrice, de polarités en interaction au sein d’une même phrase d’action. Bien que les liens entre traitement du langage d’action et imagerie motrice d’une part, et exécution motrice d’autre part aient été abordés dans la littérature, l’influence des différences interindividuelles dans ces habiletés sur l’implication du système moteur reste méconnue. Cette question fait l’objet de l’Étude 2, qui mesure l’implication de l’aire motrice supplémentaire (SMA) et de l’aire motrice supplémentaire antérieure (pré-SMA) dans le traitement du langage d’action en fonction des habiletés en imagerie et exécution motrices via un protocole de stimulation magnétique transcrânienne (TMS). Enfin, des comportements peuvent être associés à des caractéristiques structurelles d’aires corticales telles que le volume cortical, la surface corticale, l’épaisseur corticale et la gyrification. L’Étude 3 porte sur le lien entre l’implication du SMA dans le traitement du langage d’action (observée dans l’Étude 2) et ses caractéristiques structurelles au moyen d’analyses de morphométrie (« surface-based morphometry » ou SBM). / Since the beginning of the 21st century, the nature of the motor response during comprehension of action language has been hotly debated in the neuroscientific community. The role that it might play in the semantic processing of action language is at the heart of the debate. While, some theoretical models defend the view of a strong embodiment of language, which translates in a critical implication of the motor system in semantic processes of action language, others are firmly opposed to this view and defend a computational approach of the semantic system, which is considered to be abstract and disembodied. Other models, which are more moderate in their theoretical views, are interested in characterizing the influence of context on the motor response during action language processing. Linguistic and motor factors have been shown to modulate this motor response. The main objective of this thesis is to characterize some of these modulatory factors: semantic polarity, individual abilities in motor imagery and motor execution, and cortical structure. The linguistic modulatory factor that has been studied the most is semantic polarity (i.e. the affirmative/negative valence), but many aspects of this factor have not been uncovered yet. Using electromyography (EMG), Study 1 measures the influence of interacting semantic polarities within an action sentence on the motor response. Although the relation between action language processing and motor imagery on the one hand, and motor execution on the other, have been studied in the past, the influence of interindividual differences in motor imagery and execution on the involvement of the motor system in action language processing remains unknown. This question is the focus of Study 2, which measures the involvement of the supplementary motor area (SMA) and the pre-supplementary motor area (pre-SMA) in action language processing as a function of motor imagery and motor execution abilities, via a transcranial magnetic stimulation (TMS) protocol. Finally, behaviors can be associated with structural characteristics of cortical areas such as cortical volume, cortical surface, cortical thickness and gyrification, Study 3 investigates the relation between the involvement of the SMA in action language processing (observed in Study 2) and its structural characteristics using surface-based morphometry (SBM).

La neuromodulation non-invasive appliquée au niveau des cortex dorsolatéraux préfrontaux (CDLPF) est utilisée dans le traitement des troubles dépressifs majeurs. Or, ces troubles sont caractérisés par un traitement des informations émotionnelles anormal. Donc, il se pourrait que l'impact bénéfique sur l'humeur de la neuromodulation soit généré par une amélioration du traitement des émotions. Le but de ce projet de maîtrise était de déterminer l'impact de la neuromodulation appliquée au niveau des CDLPF sur le traitement des émotions chez les individus en santé. Pour ce faire, nous avons mené une revue de la littérature des études de neuromodulation ayant pour but de modifier le traitement des émotions ou l'humeur chez le sujet sain. Les résultats de cette revue suggèrent que la neuromodulation modifie peu ou pas l'humeur, mais qu'elle influence le traitement des émotions. Bien que ces études contribuent aux connaissances quant aux substrats neuronaux du traitement des émotions, elles renseignent peu sur les mécanismes neurophysiologiques impliqués. Nous avons donc mené une seconde étude afin de vérifier l'hypothèse si l'un de ces mécanismes était relié aux oscillations électrophysiologiques enregistrées dans la bande alpha (8 -12 Hz), laquelle a été associée au traitement des émotions. Nous avons choisi d'étudier comme traitement des émotions le biais attentionnel (BA) envers les émotions chez le sujet sain et d'utiliser comme technique de neuromodulation la stimulation transcrânienne par courant alternatif (StCA) afin d’amplifier la puissance du signal alpha. Les résultats proposent que la StCA ne module pas l’amplitude de la bande alpha enregistrée au niveau de F3 et F4 (régions préfrontales), ni le BA envers les émotions. Toutefois, ces résultats négatifs sont à interpréter avec prudence étant donné que cette étude est préliminaire. En conclusion, il est possible de modifier le traitement des émotions par la neuromodulation appliquée au niveau des CDLPF, mais les mécanismes de cette modification demeurent essentiellement inconnus. / Noninvasive neuromodulation targeting the dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) is used to treat major depressive disorder. Major depressive disorder is characterized by emotional processing deficits. However, mechanics of action remain unclear. A potential mechanism underlying this clinical benefit might involve modulation of emotional processing, which in turn would alleviate depressive mood. The goal of this master thesis was to contribute to this field by studying the impact of neuromodulation applied over the DLPFC on emotional processing in healthy individuals by conducting a review of the literature and a proof-of-principle study in healthy adults. The literature review suggests that neuromodulation does not significantly modify mood but influences emotional processing in healthy participants. Because it indicates the importance of the DLPFC in emotional processing, we thus conducted a second study to examine whether one mechanism of action involves modulation of frontal oscillations of the alpha band (8 – 12 Hz), which is known to be implicated in emotional processing. We chose to study attentional bias (AB) to emotion with transcranial alternating current stimulation (tACS) in order to increase alpha power. Results suggest that tACS did not significantly influence alpha power at F3 and F4 (prefrontal regions) or emotional AB. These results are, however, to be interpreted with caution as this was a preliminary study. In conclusion, it is possible to modify emotional processing with the neuromodulation of the DLPFC, but the mechanisms of these modifications still mostly unknown.

L'industrialisation et plus récemment l'informatisation ont relégué l'activité physique au rang des rubriques facultatives de l'activité humaine. La modernité n'a pas seulement favorisé une diminution de la pratique d'activité physique; elle a aussi introduit de nouvelles pratiques dans les activités quotidiennes. A titre d'exemple, l'augmentation rapide de l'usage de l'ordinateur a accru la présence du travail mental dans les habitudes de vie des individus. De plus, nul ne peut nier le constat relié à la diminution du temps de sommeil observée dans plusieurs pays au cours des dernières décennies. Puisque cette réalité est de plus en plus susceptible de se concrétiser dans un contexte d'économie du savoir, il est vraisemblable que l'humain sera désormais exposé à des stimuli qui s'apparentent davantage au stress neurogénique qu'à une grande sollicitation physique, comme cela pouvait être le cas par le passé. A cet effet, les résultats présentés dans cette thèse suggèrent de considérer le travail mental comme un stimulus hyperphagiant et le manque de sommeil comme un prédicteur de l'obésité. De plus, ces résultats amènent à reconsidérer la notion de sédentarité, qui inclut différentes activités dont l'impact sur le bilan d'énergie est très variable.

Les athlètes, particulièrement ceux impliqués dans des sports d’endurance et ceux en contact avec des allergènes, des polluants et d’autres irritants présents dans l’air, sont plus à risque de développer des troubles respiratoires. En effet, ces athlètes d’élite sont couramment aux prises avec des symptômes respiratoires incommodants, semblables à ceux perçus par les asthmatiques (toux, sillements, essoufflement exagéré, oppression thoracique, sécrétions bronchiques), qui peuvent nuire à leurs performances sportives. La toux est un symptôme respiratoire fréquemment rapporté par les athlètes d’air froid. De courte ou de longue durée, elle survient habituellement après l’effort. Ce symptôme peut apparaître en réponse à différents facteurs environnementaux (air froid, allergènes, polluants, etc.) et physiologiques (bronchoconstriction, reflux gastro-oesophagien, infection respiratoire, etc.). Dans un premier temps, une introduction portera sur les effets directs et indirects de l’air froid sur la fonction respiratoire, les principales causes de la toux et les stratégies pour réduire les impacts de l’entraînement en air froid chez les athlètes d’hiver. Dans un second temps, une première étude portant sur la caractérisation des athlètes de ski de fond rapportant une toux induite par l’exercice sera présentée. Les résultats obtenus ont démontré que malgré leur prévalence élevée, l'asthme, la rhinite et l’atopie ne semblent pas être les principaux facteurs impliqués dans la toux induite par l’exercice chez les athlètes d'hiver. De plus, il a été observé que cette toux n’est pas causée par le reflux gastro-oesophagien ou une bronchoconstriction. Dans un troisième temps, une autre étude a démontré que l'inhalation d'ipratropium, un anticholinergique, ne permet pas de réduire l’intensité et le nombre de toux de manière significative après l’exercice en air froid, quoiqu’une forte hétérogénéité des réponses ait été observée. Par ailleurs, l'ipratropium ne semble pas influencer la perception de la toux après l'exercice.

Les douleurs neuropathiques sont une maladie qui a une forte prévalence dans notre société et malgré ceci leurs traitements sont généralement décevants. La cause principale de l'échec de notre pharmacologie moderne dans ce domaine est notre manque de connaissances sur le fonctionnement du système douloureux. Dans cette thèse, je me suis concentré sur un aspect de cette lacune : comment l'information nociceptive est-elle encodée par la moelle épinière avant d'être relayée au cerveau et comment cet encodage est-il altéré dans les douleurs neuropathiques ? Nos résultats démontrent qu'il y a deux types de neurones de projection spinothalamique (STT) qui encodent l'information nociceptive: les « wide dynamic range » (WDR) et les nociceptifs spécifiques (NS). Suite au développement des douleurs neuropathiques, seul le seuil d'activation des NS est altéré. Grâce à cette caractérisation, il est possible de tester plusieurs pharmacologies afin de cibler les mécanismes potentiellement impliqués dans le développement des douleurs neuropathiques. Nous avons démontré que lorsque l'on bloque les canaux GABAA et/ou glycine, on génère une diminution du seuil d'activation des NS-STT. Ces résultats confirment donc la participation de ces deux mécanismes inhibiteurs dans le développement de la pathologie. À l'inverse, nous avons aussi démontré que l'utilisation d'un nouveau composé, le CLP 257 (un activateur du KCC2), pouvait renverser l'hypersensibilisation dans notre modèle de douleurs neuropathiques en ramenant le seuil d'activation des NS à des valeurs physiologiques. Une autre avenue de traitement intéressante serait de cibler directement les NS de projection et de normaliser leur réponse plutôt que de tenter de décortiquer chacun des changements survenant dans la moelle. Par contre, pour ce faire, il nous faut les identifier et déterminer s'ils ont des cibles pharmacologiques qui leur sont spécifiques. Certains outils doivent donc être mis en place. Nous avons créé une microsonde permettant de photoconvertir un marqueur fluorescent dans les cellules enregistrées pour les retrouver à postériori. L'ensemble des résultats de cette thèse améliore notre compréhension du système douloureux, oriente les recherches futures sur le traitement des douleurs chroniques et apporte de nouvelles technologies de recherche. / Neuropathic pain is a disease with a high prevalence in our society and despite this our treatments are generally disappointing at best. One of the main causes of the failure of our modern pharmacology for this treatment is our lack of understanding of how the pain system works. In this thesis I focused on one of these gaps: how nociceptive information is encoded by the spinal cord before being relayed to the brain and how this encoding is altered in neuropathic pain? Our results show that there are two types of projection neurons spinothalamic (STT) that encode nociceptive information: the wide dynamic range (WDR) and nociceptive specific (NS). Following the development of neuropathic pain only the activation threshold of the NS is altered. With this characterization, it is possible to test several drugs to target potential mechanisms involved in the development of neuropathic pain. We have demonstrated that the block of GABAA and/or glycine inhibitory channels decrease the activation threshold of NS-STT. These results confirm the involvement of these two inhibitory mechanisms in the development of this disease. On the other hand we have also demonstrated that the use of a new compound named CLP 257, an activator of KCC2, could reverse the hypersensitivity in our model of neuropathic pain by reducing the activation threshold of the NS-STT to physiological values. Another potential avenue of treatment, rather than trying to dissect each change in the spinal cord, would be to directly target NS-STT and normalize their response. To do so, we must first identify them and determine if they have specific pharmacological targets and to do this some tools had to be developed. For this reason among others, we have created a microprobe which allows us to photoswitch fluorescently labeled cells after their electrophysiological recording to recover them afterwards. The overall results of this thesis improve our understanding of the pain system, direct future research on the treatment of chronic pain and bring new research technologies.