La spasticité est une exagération du tonus musculaire qui s’observe très fréquemment chez les adultes avec accident vasculaire cérébral (AVC) et les enfants avec déficience motrice cérébrale (DMC). La spasticité s’accompagne de parésie (faiblesse musculaire) et de l’altération du contrôle moteur sélectif, le tout résultant de la perte des contrôles supraspinaux et limitant les capacités fonctionnelles et la qualité de vie. Spasticité et parésie sont des cibles centrales d’intervention en réadaptation neurologique mais il est fréquent que les déficiences sensorimotrices persistent. De nouvelles approches utilisant des technologies de pointe en recherche tentent précisément d’influencer la plasticité cérébrale et de réduire la spasticité invalidante pour un meilleur retour du contrôle moteur au niveau des membres parétiques spastiques. La thèse s’est intéressée à l’utilisation des stimulations magnétiques répétitives périphériques (RPMS des nerfs / muscles) noninvasives et indolores. Le but général était de tester si les RPMS étaient efficaces pour réduire la spasticité et améliorer le contrôle moteur en AVC et DMC tout en documentant les changements de fonctionnement corticomoteur (marqueurs de plasticité cérébrale, mécanismes d’action) accompagnant les améliorations motrices et fonctionnelles. Les méthodes employées pour l’évaluation de la spasticité revêtaient alors une importance particulière pour bien détecter l’effet de l’intervention testée. L’étude 1 de la thèse a souligné le manque d’évidences métrologiques des outils de mesure de la spasticité auprès de la clientèle pédiatrique avec DMC. Les études 2 à 4 ont montré que les RPMS diminuaient la spasticité et amélioraient la fonction motrice d’adultes avec AVC et d’enfants avec DMC. Plus précisément, les RPMS ont induit une baisse de la résistance à l’étirement des muscles fléchisseurs plantaires en DMC (études 2-3) et des fléchisseurs du poignet et des doigts en AVC (étude 4). Les changements corticomoteurs concomitants à ces améliorations ont témoigné d’une augmentation d’excitabilité du cortex moteur primaire (études 3-4). La thèse suggère donc que les RPMS, en induisant un flux massif d’informations sensorielles vers le cerveau, ont déclenché un changement de fonctionnement cérébral (plasticité dynamique) dans les réseaux liés au contrôle moteur. L’approche testée dans la thèse pourrait avoir un impact clinique significatif en réadaptation neurologique.

Dans cette thèse, nous avons proposé deux modèles multi-compartiments en IRM de relaxométrie T2 (MCT2) fournissant des informations sur la microstructure des tissus cérébraux. Trois compartiments de relaxométrie T2 ont été considérés dans chaque voxel représentant des tissus avec des temps de relaxation T2 courts, T2 moyens et T2 élevés. La complexité associée à l'estimation des paramètres de tels modèles paramétriques a ensuite été explorée. Le premier modèle MCT2 que nous avons proposé a estimé la représentation fractionnelle de compartiments T2 prédéfinis. Dans le second modèle, les représentations fractionnaires et le paramètre de relaxation moyenne ont été estimés pour le compartiment T2 moyen. Dans les deux modèles, le choix de l'approche était justifié par une analyse de la fonction de coût et un cadre d’estimation a été proposé. Le modèle MCT2 a été utilisé pour deux applications. Dans la première application, l’évolution des biomarqueurs de MCT2 a été étudiée dans les lésions de sclérose en plaques (SEP) présentant une prise de contraste gadolinium (Gd) ou non chez 10 patients présentant un syndrome cliniquement isolé. La seconde application a démontré le potentiel de combinaison des biomarqueurs MCT2 avec les informations de microstructure dérivées de l'IRM de diffusion pour identifier les régions présentant une prise de contraste Gd dans les lésions de SEP. Les résultats montrent que les biomarqueurs MCT2 proposés peuvent constituer des outils efficaces pour étudier l’état et l’évolution de la microstructure tissulaire dans le cerveau. La combinaison des biomarqueurs MCT2 avec les informations de microstructure dMRI nous a permis de progresser vers la résolution d’un problème critique et délicat consistant à limiter l'utilisation de gadolinium dans la détection de régions de lésion améliorantes dans les lésions de SEP. / In this thesis, we propose two multi-compartment T2 relaxometry (MCT2) models which provide information on brain tissue microstructure. Three T2 relaxometry compartments were considered in each voxel representing tissues with short T2, medium T2 and high T2 relaxation times. The complexity associated with the estimation of the parameters for such parametric models has then been explored. The first MCT2 model we propose computes the fractional representation of pre-defined T2 pools. In the next MCT2 model the fractional representations as well as T2 pool parameter were estimated for the medium T2 compartment. For both models the choice of approach was justified using a cost function analysis and a dedicated estimation framework was proposed.Our MCT2 model was used for two applications. In the first application the evolution of MCT2 biomarkers was studied in gadolinium (Gd) enhancing and nonenhancing regions of multiple sclerosis (MS) lesions in 10 patients with clinically isolated syndrome. The potential of combining the MCT2 biomarkers with diffusion MRI (dMRI) derived microstructure information to identify Gd enhancing regions in MS lesions was then demonstrated in the second application. The results show that the proposed MCT2 biomarkers can be effective tools to study the condition and evolution of tissue microstructures in the brain. Combining the MCT2 biomarkers with dMRI microstructure information enabled us to address a critical and challenging problem of limiting the use of gadolinium usage in detecting enhancing lesion regions in MS patients.

La perception explicite du temps écoulé (la durée, l'ordre temporel¿) et les jugements implicites des dynamiques de notre environnement (percevoir le mouvement, la parole) nécessitent l'extraction des relations temporelles entre événements sensoriels. Alors que le temps physique est communément évalué en rapport à un référentiel externe (celui de l'horloge), le cerveau lui n'a pas accès à ce référentiel. Dans cette thèse, nous émettons l'hypothèse que le cerveau génère son propre référentiel temporel à partir des dynamiques neurales. Combinant la magnétoencéphalographie (MEG) aux données psychophysiques, les présents travaux suggèrent que les oscillations corticales sont impliquées dans l'encodage du temps perçu. Une première étude montre que la phase des oscillations corticales basse-fréquences peut encoder l'ordre temporel perçu entre événements sensoriels s'il y a entrainement neural, i.e. si l'activité cérébrale suit les régularités temporelles de la stimulation. L'implication des oscillations cérébrales en l'absence d'entrainement est testée dans une seconde expérience. Les résultats d'une troisième expérience suggèrent que l'entrainement neural n'a d'influence sur le traitement temporel des informations multisensorielles qu'à basse fréquence (1-2 Hz). Un dernier chapitre aborde le rôle de l'entrainement neural dans l'encodage des dynamiques du signal acoustique pour la perception de la parole. En conclusion, cette thèse suggère que le cerveau est capable de suivre la structure temporelle du monde extérieur, et que cet ajustement permet la construction d'un référentiel temporel interne pour la perception explicite et implicite du temps. / The timing of sensory events is a crucial perceptual feature, which affects both explicit judgments of time (e.g. duration, temporal order) and implicit temporal perception (e.g. movement, speech). Yet, while the relative external timing between events is commonly evaluated with a clock in physics, the brain does not have access to this external reference. In this dissertation, we tested the hypothesis that the brain should recover the temporal information of the environment from its own dynamics. Using magnetoencephalography (MEG) combined with psychophysics, the experimental work suggests the involvement of cortical oscillations in the encoding of timing for perception. In the first part of this dissertation, we established that the phase of low-frequency cortical oscillations could encode the explicit timing of events in the context of entrainment, i.e. if neural activity follows the temporal regularities of the stimulation. The implications of brain oscillations for the encoding of timing in the absence of external temporal regularities were investigated in a second experiment. Results from a third experiment suggest that entrainment does only influence audiovisual temporal processing when bound to low-frequency dynamics in the delta range (1-2 Hz). In the last part of the dissertation, we tested whether oscillations in sensory cortex could also ‘tag’ the timing of acoustical features for speech perception. Overall, this thesis provides evidence that the brain is able to tune its timing to match the temporal structure of the environment, and that such tuning may be crucial to build up internal temporal reference frames for explicit and implicit timing perception.

Le Burkina Faso (BF) connait les phénomènes de transitions nutritionnelle et épidémiologique. Les hospitalisations pour AVC ou pour HTA et diabète sont en augmentation progressive, atteignant en 2016 trois fois les valeurs de 2012. Pour réduire la morbi-mortalité liée aux AVC, il faut réduire l’incidence des troubles de la déglutition (TD) et la dénutrition liée à la maladie. Les données sur ces sujets sont rares ou absentes en Afrique subsaharienne et au BF. Les objectifs des travaux étaient de i) déterminer la prévalence des troubles nutritionnels et des TD à l’admission pour AVC au BF, ainsi que leur évolution dans les 14 premiers jours de suivi ii) explorer au premier niveau de soins les connaissances et attitudes des infirmiers concernant les TD et les troubles nutritionnels des patients hémiplégiques, potentiellement victimes d’AVC. L’état nutritionnel et les TD de 222 patients victimes d’AVC consécutivement admis aux CHU de Ouagadougou et de Bobo-Dioulasso étaient étudiés à l’inclusion J0, au 8ème jour J8, et au 14ème jour J14. Les prévalences de la dénutrition étaient respectivement de 25,2%, 29,4% et 31,0%, et celles des TD de 37,4%, 28,4% et 15,8%. Tous les critères anthropométriques baissaient entre J0 et J14. A J14, les facteurs associés à la présence d’une dénutrition étaient le sexe féminin (OR=7,01; IC95% :1,51-32,56), le faible poids à J0 (OR=0,69; IC95%: 0,60- 0,79), et le faible pli cutané tricipital tricipital à J0 (OR=0,85; IC95%: 0,74-0,99). La dénutrition était un problème de santé important dès J0 chez ces patients, et les personnes de sexe féminin et les patients les plus dénutries à J0 devraient être particulièrement surveillées et pris en charge. Un questionnaire d’exploration des connaissances et pratiques concernant les TD et les troubles nutritionnels était administré à 125 infirmiers de centres de soins primaires urbains travaillant dans les centres dont le niveau de référence reçoit le plus de patients hémiplégiques au BF. 57% des infirmiers avaient des connaissances modestes sur le rôle du cerveau dans le contrôle de la déglutition et la survenue d’une hémiplégie. Concernant le dépistage des TD, 58,4% donnaient de bonnes réponses sur le chapitre portant sur la toux et 56,0% sur le chapitre portant sur la voix. 42,3% des infirmiers faisaient le lien entre pneumopathie d’inhalation et TD, 36,0% connaissaient une manoeuvre d’urgence à appliquer en cas de fausse route trachéale. Seulement 1,6% des infirmiers savaient que les adaptations des textures, les modifications de goût ou de température des boissons pouvaient influer sur les TD, et 65,6% reconnaissaient l’impact des adaptations posturales. L’impact des TD sur l’état nutritionnel étaient connu par 39,2% des infirmiers. Pour dépister un TD, seulement 11,6% des infirmiers utilisaient à la fois un interrogatoire et un test de réalimentation. 30,1% des infirmiers ne prodiguaient pas de conseils hygiéno-diététiques aux patients. Lors du transfert du malade vers l’échelon supérieur, 41,7% ne renseignaient jamais l’existence ou non des TD. En multivarié, seule la bonne connaissance du chapitre voix était associée à la capacité de détecter un TD (OR=3,5; IC95%: 1,4-8,1). Les éléments du cursus professionnel des infirmiers n’intervenaient pas. L’enseignement de neurologie et celui portant sur la nutrition des patients hémiplégiques devrait intégrer des données spécifiques sur les TD, avec en particulier leurs modalités de dépistage et des conseils simples de textures et de postures. Ces études ont permis de préciser pour la première fois l’état nutritionnel et la prévalence des TD chez les patients post-AVC au BF. Elles suggèrent que les parcours de soins des patients pourraient être sécurisés, grâce en particulier à la mise en place de programmes de formations des personnels de santé, à une meilleure information des patients, quand c’est possible, et des entourages, et également à la mise à disposition de matériels et techniques simples. / Burkina Faso (BF) is experiencing nutritional and epidemiological transitions. Hospitalizations for cerebrovascular disease or hypertension and diabetes are gradually increasing, reaching in 2016 three times the values of 2012. To reduce burden due to stroke, it is necessary to reduce the effect of dysphagia and undernourrishment related to the disease. Data on these subjects are scarce or absent in sub-Saharan Africa and BF. The objectives of the research were, to determine the prevalence of nutritional disorders and dysphagia at admission for stroke in the BF referral hospital settings, as well as their changes in the first 14 days of follow-up, and secondly to explore in the primary care centers, nurses' knowledge, attitudes and practices about dysphagia and nutritional disorders in hemiplegic patients, potentially stroke victims. The nutritional status and dysphagia of 222 stroke patients consecutively admitted to the university hospital centers of Ouagadougou and Bobo-Dioulasso were studied at baseline D0, eighth day D8 and fourteenth day D14. Undernourrishment prevalences were 25.2%, 29.4% and 31.0% respectively, and dysphagia prevalences were 37.4%, 28.4% and 15.8%. All anthropometric criteria decreased between D0 and D14. At D14, the factors associated with undernourrishment were female sex (OR=7.01; 95% CI=1.51-32.56), low weight at D0 (OR=0.69; 95% CI=0.60-0.79), and low tricipal tricipal skin fold at D0 (OR=0.85;95% CI=0.74- 0.99). Undernourrishment was a major health problem as early as D0 in these patients, and female patients and the most malnourished patients at D0 should be particularly monitored and managed. A questionnaire to explore knowledge and practice regarding dysphagia and nutritional disorders was administered to 125 nurses from urban primary care centers working in centers where tertiary level of care receives the most hemiplegic patients in the BF. 57% of nurses had a good knowledge on the brain's role in controlling swallowing and the occurrence of hemiplegia. Regarding screening for dysphagia, 58.4% of nurses gave correct answers on the cough chapter and 56.0% on the voice chapter. 42.3% of nurses made the link between aspiration pneumonitis and swallowing disorders, 36.0% knew an emergency manoeuvre to be applied in the event of an aspiration. Only 1.6% of nurses knew that changes in textures, taste or temperature of beverages could affect swallowing, and 65.6% recognized the impact of postural adaptations. The impact of dysphagia on nutritional status was known by 39.2% of nurses. To screen for dysphagia in practice, only 11.6% of nurses used both an interrogation and a refeeding test. 30.1% of nurses did not provide dietary advices to patients. At the time of the patient's transfer to the higher level of care, 41.7% never gave any information about the presence or not of dysphagia. In multivariate analysis, only good knowledge of the "voice" chapter was associated with the ability to detect dysphagia (OR = 3.5, 95% CI: 1.4-8.1). The criteria of the professional career of nurses did not impact results. Neurology and nutrition education for hemiplegic patients should include specific data on dysphagia, particularly regarding screening modalities and simple advice on texture and postures. For the first time, these studies have clarified the nutritional status and prevalence of dysphagia in post-stroke patients in Burkina Faso. They suggest that patient care pathways should be more secured, through establishment of training programs for health workers, better information for patients, and carers, and also the provision of simple materials and techniques.

Les principales maladies neurodégénératives humaines, qui reposent toutes sur des mécanismes de type prion (auto-propagation d’agrégats protéiques pathogéniques), représentent un risque sociétal majeur avec une augmentation de leur prévalence directement corrélée avec l’augmentation de la longévité de la population mondiale. Il n’existe à ce jour aucun traitement curatif ni aucun modèle expérimental suffisamment pertinent pour ces maladies.L'objectif de ce travail a été d'utiliser le potentiel des mini-cerveaux humains comme modèle in vitro auto-assemblé en trois dimensions (3D) capable de restituer la complexité du cortex cérébral et d’étudier les mécanismes de type prion en développant une méthodologie de validation basée sur la microscopie 3D. Ces nouvelles structures 3D qui peuvent être obtenues à partir de cellules adultes reprogrammées de patients en cellules souches pluripotentes induites (iPSC), offrent des possibilités uniques pour accéder, observer et perturber les processus biologiques dans le cerveau humain sans les biais ni les complications des modèles animaux ou des échantillons de cerveau humain ex vivo. Ce modèle permet notamment d’observer l’apparition d’agrégats d’Aß et de Tau phosphorylée, deux protéines qui s’accumulent et se propagent de cellule en cellule dans la maladie d’Alzheimer.Nous avons été en mesure de rendre le modèle des mini-cerveaux compatible avec une future approche de criblage de molécules thérapeutiques en modifiant la méthodologie de différenciation pour augmenter leur rendement de production. D’autre part, nous avons pu tester différentes modalités de modélisation pour la Maladie d’Alzheimer, la maladie de Parkinson, la Démence Fronto-Temporale et la maladie de Creutzfeldt-Jakob : à l’aide de molécules d’induction chimique, à l’aide de cellules issues de patients, par modification génétique et par mise en contact de matériel infectieux. Ces différentes approches nous ont permis d’établir que le modèle d’organoïde cérébral permet de reproduire des aspects-clés retrouvés dans l’apparition de la pathologie chez les patients. Pour compenser l’hétérogénéité de notre modèle, nous avons réalisé une analyse in toto par imagerie, c’est-à-dire dans sa totalité sans coupes préalables. La modalité retenue pour cette acquisition est la microscopie à feuillet de lumière utilisée après marquage et clarification des mini-cerveaux. Pour ce faire, nous avons évalué et développé différentes stratégies en vue d’obtenir une plateforme d’analyse à haut contenu pour nos organoïdes cérébraux.Cette plateforme centrée autour de l’organoïde cérébral, sous-tendue par l’analyse en microscopie 3D, a été développée dans le cadre du projet « Investissements d’Avenir » 3DNeuroSecure. Ce projet a pour ambition d’apporter des solutions de calcul haute performance au domaine de la biologie, notamment avec la possibilité de traiter des informations de très grand volume, dit « exascale », telles que celles que nous obtenons avec la microscopie 3D. Le développement de cet aspect nous permettrait à terme de pouvoir établir les bases d’un outil de criblage thérapeutique par les organoïdes cérébraux pour les maladies neurodégénératives. Nous avons démontré que les mécanismes de type prion pouvaient être étudiés dans ce modèle de mini-cerveaux humains et de multiples voies de recherche fondamentale et appliquée sont désormais possibles. A plus long terme, une telle plateforme pourrait accueillir tout type d’organoïdes pour modéliser l’ensemble du corps humain et s’inscrire comme un compagnon biologique dans le cadre des futurs développements de la médecine personnalisée. / Human neurodegenerative diseases, which are all based on prion-like mechanisms (self-propagation of pathogenic protein aggregates), represent a major societal risk with the increase of their prevalence directly correlated to the increasing longevity of the world population. There is to date neither any cure nor any pertinent experimental model for their study.The objective of this work was to use the potential of human mini-brains, a self-assembled three-dimensional in vitro model able to restitute the complexity of the cerebral cortex. This model will allow us to study prion-like mechanism by developing a validation methodology based on 3D microscopy. These novel 3D structures can be obtained from reprogrammed adult cells into induced pluripotent stem cells (iPSCs) and offer unique possibilities to access, observe and disrupt biological processes in the human brain without bias nor complications as in animal models and ex vivo human brain samples. This model makes it possible to observe the development of aggregates of Aβ and hyper-phosphorylated Tau, two proteins that accumulate and propagate from cell to cell during Alzheimer’s disease.We have been to able to adapt the cerebral organoid model for a future screening approach by modifying the differentiation methodology to enhance its production ratio. We also have been able to test different modalities for disease modeling for Alzheimer’s disease, Parkinson’s disease, Fronto-Temporal Dementia and Creutzfeldt-Jakob disease: with chemical induction, with patient specific cells, through genetic modification and through contact with infectious material. These different approaches allowed us to validate that the cerebral organoid can indeed reproduce key aspects found during pathological development within patients. To compensate for the heterogeneity of the cerebral organoid, we performed an in toto analysis through microscopy, meaning in its totality without prior slicing. The chosen method of acquisition is fluorescence light-sheet microscopy used after staining and optical clearing of cerebral organoids. To do so, we have evaluated and established different strategies in order to obtain a high content screening platform for our cerebral organoid model.This platform centered around the cerebral organoid model, underpinned by 3D microscopy analysis, was developed during the “Investissements d’Avenir” project 3DNeuroSecure. This project has for ambition to bring high performance computing to the biological sciences, notably with the possibility to deal with large scale data, also called “exascale”, like the ones obtained with 3D microscopy. The development of this aspect would allow us to establish the basis for a therapeutic screening tool based on cerebral organoids for neurodegenerative diseases. We have demonstrated that prion-like mechanisms can be studied in a human mini-brain model and multiple research avenues are now opened for both fundamental and applied research. This platform could in turn become the basis for any kind of organoids derived from patients to model the whole human body and become a biological companion for personalized medicine.

Conformément au « planar law » de la coordination intersegmentaire, lorsque les angles d’élévation de la cuisse, de la jambe et du pied sont tracés pour un cycle de marche, ils ont tendance à créer une boucle qui s’oriente sur un plan spatial en 3-dimensions (3D). Le principal objectif de cette thèse a été d'utiliser des techniques d'analyse relatives à cette loi pour mieux comprendre comment le système nerveux central (SNC) coordonne et met en œuvre les ajustements locomoteurs anticipatoires (ALAs) pour le franchissement d’obstacle dans les populations saines et pathologiques. L’étude 1 a examiné les points généraux pour les ALAs normaux et l’étude 2 a relié les amplitudes du mouvement segmentaire au travail mécanique effectué par les muscles fléchisseurs de la hanche et du genou. Les études 3 et 4 ont déterminé comment des déficiences respectives de l’ataxie cérébelleuse autosomique récessive de type 1 (ARCA-1) et d'un accident vasculaire cérébral (AVC) peuvent avoir une incidence sur le contrôle locomoteur. Chez les adultes sains, le déphasage entre les segments adjacents se sont révélés être corrélé à des caractéristiques du plan formé par les angles d’élévation du segment, et ces différences de phase ont changé systématiquement avec l'augmentation de la hauteur de l'obstacle. Il a été proposé que le SNC ajuste un patron locomoteur de base pour les contraintes environnementales par la manipulation des différentes phases de l’angle d'élévation entre les segments adjacents ainsi que par l'amplitude de l’angle d'élévation. L’étude de suivi a déterminé que lorsque les obstacles les plus hauts étaient franchis, les décalages de phase de la cuisse pour la jambe d’attaque, et pour la jambe de l’autre membre ont augmenté. Le travail effectué par les muscles de la hanche et du genou a influencé l’élévation de la cuisse différemment pour les membres d’attaques et suivants et il a été conclu que ces muscles n'ont pas de rôles spécifiques pour l’élévation et la progression du membre inférieur lors de l’ALA. Au lieu de cela, ces puissances musculaires peuvent résulter du contrôle dynamique des angles d’élévation. Lorsque l'on observe la coordination chez les participants avec ARCA-1 et AVC les trajectoires des angles d'élévation du membre inférieur ont continué à s’orienter sur un plan spatial en 3D. Chez les participants avec ARCA-1, une plus grande différence de phase entre les segments de la cuisse et la jambe a suggéré d'être un mécanisme de contrôle lorsque ce groupe augmente volontairement le dégagement des orteils pour enjamber des obstacles. Chez les participants avec un précédent d’AVC, cette différence de phase a été plus grande dans le membre non parétique, ce qui a été interprété comme nécessaire pour élever le membre en compensation pour le mauvais appui du membre parétique. Les résultats de cette thèse suggèrent des mécanismes de contrôle d’élévation segmentaire pour la mise en œuvre d’ALAs et mettent en évidence les mécanismes de compensation volontaire d’un tel contrôle dans des populations pathologiques. / According to the planar law of intersegmental coordination, when elevation angles of the thigh, shank, and foot are plotted for a gait cycle, they tend to create a loop which orients on a plane in 3-dimensional space. The main goal of this thesis was to use analysis techniques related to this law to gain a better understanding of how the central nervous system coordinates and implements anticipatory locomotor adjustments (ALAs) for stepping over obstacles in healthy and pathological populations. Study 1 examined general issues of normal ALAs, while study 2 related the timing and amplitude of segment motion with mechanical work by hip and knee flexor muscles. Studies 3 and 4, determined how impairments such as autosomal recessive cerebellar ataxia type-1 (ARCA-1) and a previous stroke respectively affect locomotor control. In healthy adults, phasing differences between adjacent segments were shown to be correlated to characteristics of the plane formed by the segment elevation angles and these phase differences changed systematically with increasing obstacle height. It was proposed that the CNS adjusts a basic locomotor pattern for environmental constraints by manipulating elevation angle phase differences between adjacent segments as well as elevation angle amplitudes. The follow-up study determined that as higher obstacles were cleared, leading limb thigh phase lead and trailing limb shank phase lag increased. The work done by the hip and knee flexor muscles influenced thigh elevation differently in the leading and trailing limbs and it was concluded that these muscles do not have simple specific roles in elevating and progressing the lower limb during locomotion. Instead, these muscle powers may result from elevation angle waveform control dynamics. When observing coordination in the ARCA-1 and stroke participants, plotted segmental elevation angle trajectories continued to covary on a plane. In the ARCA-1 participants, a larger phase difference between the thigh and shank segments was suggested to be a voluntary control mechanism to increase toe clearance over obstacles. In participants with a previous stroke, this phase difference was greater in the non-paretic limb which was interpreted as being necessary to elevate this limb in compensation for poor support by the paretic limb. The results of this thesis suggest mechanisms of segment elevation control to implement ALAs and highlights voluntary compensatory mechanisms in such control in pathological populations.

Une étude descriptive portant sur le bien-être psychologique fut réalisée auprès d'adultes ayant des déficiences physiques ou neurologiques. Les participants (n=64) furent recrutés au Centre de jour (CJ) du Centre François-Charon (CFC). Ils devaient compléter un questionnaire, soit le Test de Personnalité PER (PER), qui évaluait leur niveau de bien-être psychologique, ainsi que six grands traits de leur personnalité. L'hypothèse est que, malgré leurs handicaps, les personnes ayant des déficiences physiques ou neurologiques sévères ont un bien-être psychologique semblable à la population générale, lorsqu'elles sont à une étape avancée de réadaptation et qu'elles ont le soutien d'un milieu de réadaptation. Les résultats confirment cette hypothèse, mais une différence existe toutefois, la population à l'étude est plus faible à l'échelle du dynamisme. Des différences sont également observables en fonction de certaines variables socio-démographiques. Finalement, cette étude fait ressortir l'importance d'évaluer le bien-être psychologique dans le domaine de la réadaptation.

Ce mémoire aborde les difficultés d’intégration sociale des enfants atteints de déficience motrice cérébrale (DMC) et constitue la première partie d’une étude exploratoire s’inscrivant dans un plus vaste programme de recherche sous la direction de madame Line Nadeau, Ph.D., de l’Institut de réadaptation en déficience physique de Québec (IRDPQ). L’objectif consiste à vérifier si les enfants DMC intégrés en classe régulière présentent un statut social inférieur à celui des enfants non-DMC. Les hypothèses stipulent qu’ils seraient moins acceptés, moins préférés socialement, plus rejetés par les pairs et ont moins d’impact social. L’échantillon se compose de 34 enfants DMC (11 filles, 23 garçons) âgés entre 9 et 12 ans intégrés en milieu scolaire régulier et d’un nombre équivalent d’enfants non-DMC appariés en fonction du sexe, de l’âge, de la scolarité et du revenu de la mère. Deux questions d’une version modifiée du Revised Class Play (RCP-R) ont été utilisées. Les résultats des ANOVAS indiquent que les enfants DMC sont significativement moins acceptés et préférés socialement par les pairs que les enfants nonDMC. Des analyses statistiques plus poussées révèlent que ce sont les filles DMC qui vivent ces problématiques comparativement aux filles non-DMC et aux garçons. Aucune différence significative n ’a été observée quant à l’impact social des groupes étudiés. Le premier chapitre porte sur la déficience motrice cérébrale et l’intégration sociale. La première section de ce chapitre vise à présenter ce en quoi consiste la DMC, les statistiques récentes et les principaux facteurs de risque qui y sont associés. La deuxième section touche quant à elle aux rapports et lois en lien avec l’intégration des enfants d’âge scolaire de même que les objectifs visés par l’intégration. Cette section traite également des difficultés fréquemment rapportées dans la littérature concernant les enfants DMC et plus particulièrement, des problèmes de relations sociales avec les pairs. Le modèle conceptuel utilisé et les objectifs qui en découlent sont ensuite présentés. R eproduced with perm ission of the copyright owner. Further reproduction prohibited without perm ission. Le deuxième chapitre est consacré entièrement à un article scientifique. Tout d’abord, la problématique est exposée de même que les principaux objectifs. Une description de la méthodologie employée suit. Les résultats, les tableaux et les figures présentent la situation des enfants DMC intégrés en classe régulière quant au statut social. Une discussion générale termine le tout. Finalement, le dernier chapitre reprend les éléments importants soulevés précédemment.

L’accident vasculaire cérébral (AVC) génère un taux d’invalidité chronique très élevé dans le monde. L’aphasie, soit la perte de l’aptitude à communiquer, figure parmi les déficits fréquemment observés. La stimulation cérébrale non invasive (NIBS) est utilisée en recherche comme outil d’investigation du fonctionnement cérébral et d’influence de la plasticité cérébrale, de là son intérêt thérapeutique en réadaptation post-AVC. Étant donné l’hétérogénéité des résultats, le choix des protocoles à adopter est controversé, de là l’intérêt d’individualiser l’approche selon les caractéristiques individuelles des participants. Ce projet vérifiait chez des participants avec aphasie (PAA) au stade chronique postAVC si l’individualisation de NIBS aurait un impact sur la plasticité et le langage. La première étude, vérifiait le fonctionnement cérébral des participants (avec ou sans aphasie) et leur plasticité induite par différents protocoles de NIBS (inhibiteur, excitateur, placebo sur le cortex moteur primaire M1 de l’hémisphère non lésé HNL) et a permis de montrer que l’intégrité des tissus épargnés du M1 de l’hémisphère lésé (HL), appelée réserve structurale (RS), doit être pris en compte lors du choix du protocole. La deuxième étude, portant sur le langage et la plasticité induite d’une intervention individualisée de NIBS du M1-HNL (déterminée par la présence ou l’absence d’une RS-HL) des PAA, a montré une tendance à l’amélioration fonctionnelle des PAA, associée à une augmentation de l’efficacité corticospinale du M1. La troisième étude vérifiait si l’ajout de NIBS individualisée à un traitement phonologique (TP) pourrait potentialiser les effets de ce dernier dans un cas d’anomie lexicale chronique. Elle a montré un meilleur maintien des améliorations de dénomination orale des items pratiqués, sans toutefois potentialiser l’efficacité du TP. La dénomination orale des items non pratiqués tendait à s’améliorer avec l’ajout de NIBS-excitatrice au TP. Cela semblait être associé à une augmentation de l'excitabilité corticospinale du M1-HNL, seulement observée avec la NIBS. / Stroke generates a very high rate of chronic disability worldwide. Aphasia, the loss of the ability to communicate, is one of the frequently observed deficits. Noninvasive brain stimulation (NIBS) is used in research as a tool for investigating brain function and influencing brain plasticity, hence its therapeutic value in post-stroke rehabilitation. Given the heterogeneity of the results, the choice of the protocol to use is controversial, hence the interest in individualizing the approach according to the participants’ individual characteristics. This project investigated in participants with aphasia (PWA) at chronic post-stroke whether the individualization of NIBS would impact plasticity and language. The first study, verifying the cerebral functioning of the participants (with or without aphasia) and their plasticity induced by different protocols of NIBS (inhibitor, excitator, sham on the primary motor cortex M1 of the unlesioned hemisphere UH), made it possible to show that the integrity of the spared tissue in M1 of the lesioned hemisphere (LH), called structural reserve (SR), must be taken into account when choosing the NIBS protocol. The second study, on language and plasticity induced by an individualized intervention of NIBS of UH-M1 (determined by the presence or absence of a SR-LH) of PWA, showed a trend in functional improvement of PWA, associated with an increase of M1 corticospinal efficacy. The third study, verifying whether the addition of an individualized NIBS to a phonological treatment (PT) could potentiate the effects of the latter in a case of chronic lexical anomia, showed better maintenance of improvements in oral naming of practiced items, without potentiating the efficacy of the PT. The oral naming of unpracticed items also seemed to have improved with the addition of excitatory-NIBS to the PT. This appeared to be associated with an increase in corticospinal excitability of UH-M1, only observed with NIBS

L'accident vasculaire cérébral (AVC) est une cause importante d'invalidité dans le monde. Parmi les déficiences sensorimotrices de l'AVC, l'hémiparésie spastique est la plus fréquente au membre supérieur et engendre une perte de force et de dextérité qui limite les activités quotidiennes des personnes atteintes. La stimulation magnétique transcrânienne (TMS) est un outil permettant d'étudier le fonctionnement cérébral après un AVC, plus particulièrement en termes de réorganisation bihémisphérique et la TMS répétée (rTMS) est une approche utilisée pour influencer la plasticité cérébrale. Étant donné l'hétérogénéité des lésions, les récents modèles de récupération post-AVC suggèrent que les interventions de neurostimulation non invasive soient adaptées à la lésion, plus particulièrement à la présence ou l'absence de substrat fonctionnel de l'hémisphère lésé (HL), appelé réserve structurale (RS). Le présent projet visait à déterminer si l'individualisation de l'approche en rTMS permettait d'induire une plasticité préférentielle selon la présence ou l'absence d'une RS. La première étude vérifiait d'abord les différences de fonctionnement neurophysiologiques entre les participants avec RS, sans RS et contrôles. La deuxième étude investiguait la plasticité induite par trois protocoles de rTMS (inhibiteur, excitateur et placebo) appliqués sur le M1 non-lésé et a montré que l'intégrité de l'hémisphère lésé avait un impact sur les effets induits et devrait donc être prise en compte pour le choix d'un protocole appliqué à plus long terme. La troisième étude avait comme objectif d'individualiser une approche en neurostimulation pour l'amélioration de la fonction du membre supérieur chez un participant au stade chronique post-AVC. Cette dernière étude a montré que l'inhibition de l'hémisphère non-lésé par rTMS induisait une plasticité à l'origine d'améliorations motrices dans le cas où il y a suffisamment de tissu fonctionnel du côté lésé. / Stroke is a major cause of disability worldwide. Among the sensorimotor impairments following a stroke, spastic hemiparesis is the most common in the upper limb and results in a loss of strength and dexterity that limits the daily life of those affected. Transcranial magnetic stimulation (TMS) is used to study brain function after a stroke, specifically in terms of bihemispheric reorganization, and repeated TMS (rTMS) is an approach used to influence brain plasticity. Given the heterogeneity of lesions, recent models of post-stroke recovery suggest that noninvasive brain stimulation (NIBS) should be tailored to the lesion, specifically to the functional substrate in the lesioned hemisphere, called structural reserve (SR). The present project aimed to determine whether individualizing rTMS approach would induce preferential plasticity according to the presence or absence of SR in the lesioned hemisphere. The first study tested the neurophysiological differences between participants with and without SR as well as in control subjects. The second study investigated the plasticity induced by three rTMS protocols (inhibitory, excitatory and sham) applied on the unlesioned M1 and showed that the integrity of the injured hemisphere had an impact on the effects induced and should therefore be taken into account for the choice of a long-term intervention. The third study aimed to individualize a rTMS approach for the improvement of upper limb function in a chronic post-stroke participant. This last study showed that inhibition of the unlesioned hemisphere by rTMS induced plasticity leading to motor improvements in presence of functional tissue in the lesioned hemisphere (SR).