La présente étude a pour premier objectif de documenter le fardeau subjectif (réactions émotionnelles relatives au rôle d’aidant), le fardeau objectif (changements concrets au sein des activités et responsabilités depuis le TCC) et la détresse psychologique (symptômes anxieux et dépressifs) chez les proches de personnes de 65 ans et plus ayant subi un traumatisme craniocérébral (TCC), et ce quatre mois après l’accident. Le second objectif consiste à évaluer la contribution du soutien social, des changements observés chez la victime âgée, de l’âge du proche ainsi que la gravité du TCC sur le fardeau subjectif et la détresse psychologique de ces aidants. Des entrevues téléphoniques et des questionnaires furent administrés à un échantillon de 46 proches d’aînés ayant subi un TCC léger à grave. Une proportion importante des participants vit avec un fardeau subjectif significatif (27%), presque tous (88%) rapportent au moins un changement objectif dans leur vie depuis l’accident et presque le quart (24%) vit avec des symptômes anxieux ou dépressifs significatifs. Des analyses de régression exploratoires suggèrent qu’un plus grand nombre de changements observés chez l’aîné par son proche et un plus faible soutien social perçu prédirait une augmentation du fardeau subjectif et de la détresse psychologique. Alors qu’un plus jeune âge du proche prédirait uniquement un plus lourd fardeau subjectif, la gravité du TCC ne prédirait ni le fardeau subjectif, ni la détresse psychologique. Ces résultats marquant le début des connaissances quantitatives sur les proches des aînés ayant subi un TCC permettent de guider les interventions cliniques pertinentes à cette population (p.ex. offrir un pronostic réaliste dès l’hospitalisation et miser sur l’apprentissage de stratégies d’adaptation psychologique) en plus de soulever le besoin de recherche longitudinale sur le sujet. / The first objective of this study was to describe subjective burden (emotional experience of the caregiving role), objective burden (changes in responsibilities or activities since the elder’s injury) and psychological distress (anxious and depressive symptoms) of close relatives of elderly persons sustaining traumatic brain injury (TBI), at four months post-injury. The second objective was to explore if difficulties reported by relatives regarding the injured person, perceived social support, the age of the relative and the severity of TBI are predictors for subjective burden and psychological distress of these relatives. Telephone interviews and questionnaires were administered by trained doctoral students to a sample of 46 close relatives of elderly persons with mild to severe TBI. Results show that a significant proportion of participants (27%) experience a significant subjective burden, almost all (88%) report spending more time caring for their loved one or have less time for themselves in at least one area of life and almost a quarter suffer from significant anxious and/or depressive symptoms. Exploratory regression analyses suggest that a higher number of difficulties perceived in the injured elder and a lower perceived social support are good predictors of subjective burden and psychological distress. A younger age predicts higher subjective burden, but the severity of the TBI neither predicts subjective burden nor psychological distress. To our knowledge, this is the first quantitative study providing information on caregivers of elderly sustaining a TBI. These results provide a better understanding of their caregiving experience and contribute to guide clinical interventions (p.ex. offer a realistic prognosis and supporting the development of coping strategies) and underline the need of more longitudinal quantitative and qualitative research.

Il est bien connu que le vieillissement normal s’accompagne d’un déclin de la mémoire épisodique. Suite à un traumatisme cranio-cérébral (TCC), même de sévérité légère (TCCL), les plaintes les plus fréquemment émises concernent la mémoire et l’attention. Actuellement, les effets combinés du vieillissement et du TCCL sur la mémoire épisodique et les processus reliés (i.e., attention, processus de contrôle exécutif) demeurent peu connus. Le premier objectif de ce projet était d’évaluer l’impact d’un TCCL survenu chez la personne âgée sur les performances mnésiques, en lien avec le système de contrôle exécutif et les processus attentionnels plus basiques. Le second objectif était d’évaluer si la présence d’un TCCL chez la personne âgée interfère avec la réalisation des habitudes de vie et la pratique d’activités physiques. Pour répondre au premier objectif, un paradigme de mémoire épisodique manipulant le niveau d’attention (pleine, divisée) et la congruence sémantique entre les mots des paires (liés sémantiquement, non liés sémantiquement) lors de la phase d’apprentissage, a été administré. Le mode de rappel a aussi été manipulé (libre, indicé et reconnaissance). Pour le second objectif, le niveau de fonctionnalité au quotidien était examiné à l’aide de questionnaires évaluant la réalisation des habitudes de vie, la pratique d’activités physiques et les plaintes mnésiques au quotidien. Les résultats de cette thèse démontrent la présence d’un déficit associatif exacerbé par la présence d’un TCCL, en plus d’un subtil dysfonctionnement du système de contrôle exécutif affectant l’encodage et la récupération en mémoire épisodique. De plus, les résultats révèlent la présence de plaintes fonctionnelles et d’une diminution de la pratique d’activités physiques suite à un TCCL. Ce projet permet une meilleure compréhension des effets du TCCL chez les personnes âgées et à proposer des recommandations pour offrir une prise en charge cognitive appropriée au profil de cette population. / It is well known that normal aging is accompanied by a decline in episodic memory. Following a traumatic brain injury (TBI), even from mild severity (MTBI), the most frequent complaints concern episodic memory and attention. Currently, the combined effects of aging and MTBI on episodic memory and related processes (ie, attention and executive control processes) remain to deepen. The first objective of this project was to evaluate the impact of MTBI on memory performance in relation with the executive control and attentional processes in the elderly. The second objective was to assess whether the presence of a MTBI in the elderly interfere with the achievement of life habits and physical activity. To meet the first objective, a paradigm of episodic memory manipulating the level of attention (full, divided) and semantic congruence between word pairs (semantically related, semantically unrelated) during the learning phase, was administered. For the second objective, the level of everyday functioning was examined using questionnaires assessing the realization of life habits, the physical activity and memory complaints in daily life. The results of this thesis demonstrate the presence of an associative deficit exacerbated by the presence of the MTBI in addition to a subtle dysfunction of the executive control system affecting encoding and retrieval in episodic memory. In addition, the results indicate the presence of functional complaints and a decrease in physical activity following an MTBI. This project provides a better understanding of the effects of MTBI in the elderly and the posibility to make recommendations to provide more appropriate intervention to the cognitive profile of the population.

La présente étude vise à comparer la mortalité de 10 722 traumatisés pédiatriques âgés de moins de 17 ans traités dans les différents centres du réseau québécois de traumatologie. Le registre des traumatismes du Québec (1er avril 1998-31 mars 2005) constitue la source des données de cette étude. La moitié de la population à l'étude (53,8 %) a été prise en charge dans les centres de traumatologie pédiatriques. Les traumatisés pédiatriques traités dans ce type de centres étaient des transferts dans 73 % des cas, et se caractérisaient par la sévérité plus élevée de leurs blessures. Les centres primaires, secondaires et secondaires régionaux ont pris en charge respectivement 4,4 %, 16,7 % et 25,1 % de la population étudiée. Une analyse multivariée par régression logistique a été conduite pour évaluer l'association entre le risque de décès des enfants blessés et le type de centre de traumatologie qui les a pris en charge. Les enfants traités dans les centres primaires, secondaires et secondaires régionaux voyaient leur risque de décès se multiplier respectivement par treize, neuf et deux en comparaison avec ceux soignés dans les centres de traumatologie pédiatriques. À l'exception des centres secondaires régionaux, la meilleure survie dans les centres de traumatologie pédiatriques était également observée pour les sous groupes des traumatisés sévères et traumatisés crâniens. / The goal of the current study was to compare the mortality of 10 722 pediatric trauma patients aged less than 17 years who were admitted to different types of Québec trauma centers. Analyses were based on data from the Québec trauma registry between April 1998 and Mars 2005. Pediatric trauma centers cared for 53,8 % of children. Patients treated at this type of centers were more often transferred (73 %) and more severely injured. Primary, secondary and regional secondary trauma centers cared respectively for 4,4 %, 16,7 % and 25,1 % of children. Using a logistic regression model, we noted that children treated at primary, secondary and regional secondary trauma centers had a death risk thirteen, nine and two times higher respectively when compared with those treated at pediatric trauma centers. Except for regional secondary trauma centers, better outcomes at pediatric trauma centers were also observed among the sub-samples of children who were severely injured or those with head trauma.

Les macrophages sont présents en grand nombre durant la réparation tissulaire. Cependant, leurs rôles n'ont jamais été investigués suivant une blessure tendineuse. Une section transversale suivie d’une suture du tendon d'Achille étaient effectuées sur des souris injectées avec des liposomes contenant du clodronate et ainsi rendues déficientes en monocytes circulants ou encore des souris injectées au PBS et recevant le placebo. L'accumulation des macrophages et la prolifération cellulaire diminuaient dans les tendons des souris clodronate. L'œdème et la masse sèche étaient plus importantes dans les tendons des souris placebo. La force absolue et la rigidité étaient comparables entre les 2 groupes. Par contre, le module de Young et le stress maximal étaient supérieurs pour les tendons de souris injectées au clodronate. Globalement, nos résultats supportent l'hypothèse que les macrophages favorisent la prolifération cellulaire et l'accumulation de matrice extracellulaire, mais leur présence entraîne une diminution du stress mécanique maximal du tendon d'Achille blessé. / Macrophages are present in large numbers during the various phases of tissue repair. However, their roles following tendon injury and during repair have never been investigated. Mice were injected with liposome-encapsulated clodronate to deplete circulating monocytes/macrophages or with PBS for placebo mice. Achilles tendons were then transversely sectioned and sutured. Macrophage accumulation and cell proliferation were lower in the tendons from clodronate-treated mice than in those from PBS-treated mice. Edema and dry mass of the Achilles tendons were higher in PBS-treated mice. No differences in absolute strength were observed, but Young's modulus and maximal stress were significantly greater for tendons from clodronate-treated mice than those from PBS-treated mice. Overall, our findings showed that macrophages promote cell proliferation and extracellular matrix accumulation but their presence leads to inferior ultimate tensile strength of the Achilles tendons.

Le présent mémoire comporte deux volets, soit 1) une revue systématique portant sur les qualités métrologiques de questionnaires auto-administrés utilisés auprès d’une population présentant une atteinte de la coiffe des rotateurs et 2) l’adaptation en canadien-français et la validation auprès d’un échantillon présentant une atteinte de la coiffe des rotateurs d’un questionnaire auto-administré, le Western Ontario Rotator Cuff index (WORC). En ce qui a trait à la revue systématique, nos résultats mettent en lumière que tous les questionnaires inclus peuvent être utilisés auprès de cette population. Pour l’adaptation du questionnaire, nos résultats démontrent que la version canadienne-française du WORC présente des qualités métrologiques comparables à la version originale, ainsi qu’aux autres versions traduites. / This Master’s thesis includes two objectives. The first one is to conduct a systematic review on the psychometric properties of self-administered questionnaires used with individuals presenting rotator cuff disorders. The second objective is to translate and validate the Canadian French version of the Western Ontario Rotator Cuff Index (WORC). The results of the systematic review show that all the included questionnaires can be used for assessing individuals with rotator cuff disorders. Our results for the second objective is that the Canadian French version of the WORC shows similar psychometric properties to the original version of the WORC and the other translated versions of the WORC.

Le traumatisme craniocérébral modéré-grave (TCC) a une prévalence élevée au Canada. Il s'agit d'une condition neurologique qui affecte le fonctionnement cognitif. Parmi ces atteintes cognitives, les fonctions exécutives (FE) et la mémoire prospective (MP) sont particulièrement touchées lors d'un TCC. Cependant, les outils actuels pour les évaluer présentent plusieurs lacunes, dont leur faible validité écologique, ce qui ne permet pas d'avoir un portrait juste du fonctionnement quotidien. Une avenue intéressante pour améliorer la validité écologique est d'utiliser la réalité virtuelle. L'objectif du mémoire était d'examiner la validité d'un scénario multitâches effectué dans un environnement virtuel non-immersif d'appartement (VMT = Virtual Multitasking Test) pour évaluer la MP et les FE chez des adultes ayant subi un TCC modéré-grave et des participants contrôles. Les objectifs spécifiques étaient d'examiner les associations entre la performance au VMT et à des mesures neuropsychologiques traditionnelles (Tour de Londres, Zoo Map Test, CAMPROMPT) ainsi que d'examiner la validité discriminante du VMT afin de voir si celui-ci permet de départager le groupe TCC et le groupe contrôle. Quinze participants ayant subi un TCC modéré-grave (20% de femmes; moyenne de 43,5 ans; moyenne de 80 mois post-TCC) ont été recrutés et appariés à 15 participants contrôles. Les résultats indiquent des corrélations positives et modérées entre une mesure du fonctionnement exécutif (Tour de Londres) et différentes mesures du VMT. Une corrélation positive et modérée entre une mesure de la mémoire prospective (CAMPROMPT) et le score total du VMT est également observées. À l'égard du deuxième objectif, les résultats démontrent que le VMT a une sensibilité de 80% et une spécificité de 73% chez une population ayant subi un TCC modéré ou grave. Ces résultats indiquent que l'utilisation du VMT peut être efficace pour mesurer le fonctionnement cognitif et détecter des difficultés dans une population clinique ayant subi un TCC. / Moderate-severe traumatic brain injury (TBI) is highly prevalent in Canada. It is a neurological condition that can impair cognitive functioning. Among these cognitive impairments, executive function (EF) and prospective memory (PM) are particularly impaired in TBI. However, current tools for assessing these domains have a number of limitations, including low ecological validity, which does not provide an accurate picture of day-to-day functioning. An interesting avenue for improving ecological validity is to use virtual reality. The aim of this study was to examine the validity of a multitasking scenario performed in a non-immersive virtual apartment environment (VMT = Virtual Multitasking Test) to assess PM and EF in adults with moderate-severe TBI and control participants. The specific aims were to examine associations between performance on the VMT and traditional neuropsychological measures (Tower of London, Zoo Map Test, CAMPROMPT), and to examine the discriminant validity of the VMT in terms of its ability to discriminate between the TBI and control groups. Fifteen participants with moderate-severe TBI (20% female; mean 43.5 years; mean 80 months post-TBI) were recruited and matched to 15 control participants. The results indicate moderate correlations between a measure of executive functioning (Tower of London) and various VMT measures. A positive and moderate correlation between a measure of prospective memory (CAMPROMPT) and the VMT total score was also reported. With regard to the second objective, results showed that VMT had a sensitivity of 80% and a specificity of 73% in a population with moderate to severe TBI. These results indicate that the use of the VMT can be effective in measuring cognitive functioning and detecting difficulties in a clinical population with TBI.

L’objectif de cette étude est de comparer le fonctionnement des adultes âgés de moins de 65 ans et des adultes âgés de 65 ans et plus pendant un séjour en réadaptation à la suite d’un traumatisme craniocérébral (TCC) léger à sévère, ainsi que du fardeau perçu par leur principal aidant. Un échantillon de 546 adultes ayant subi un TCC a été séparé en deux groupes d’âge et a été évalué durant leur séjour en institut de réadaptation. Les différences entre les deux groupes ont été examinées pour des variables liés à l’accident, le fonctionnement prémorbide, le fonctionnement psychologique et cognitif, le statut fonctionnel ainsi que le niveau du fardeau perçu par le principal aidant. Ces variables ont été colligées à l’aide d’une grille d’évaluation développée à des fins cliniques, par les intervenants cliniques au dossier de l’usager. Les résultats démontrent des différences entre les groupes d’âge : les aînés présentaient des blessures et un mécanisme de blessure moins sévères, une durée de coma plus courte et moins de blessures orthopédiques comorbides. Néanmoins, la durée de séjour en réadaptation était similaire dans les deux groupes. Les aînés démontraient plus d’altérations cognitives et plus de difficultés fonctionnelles avec plusieurs activités de la vie quotidienne, incluant la préparation de repas simples, l’hygiène personnelle, la gestion des soins de santé et de la médication, la marche extérieure, l’entretien ménager hebdomadaire, faire des achats et utiliser les ressources de la communauté. Les symptômes de dépression et d’anxiété, et le niveau de fardeau rapporté par l’aidant étaient similaires dans les deux groupes. Ces résultats soulignent les besoins spécifiques des aînés après un séjour en réadaptation pour un TCC et permettent de mieux comprendre l’assistance humaine nécessaire pour supporter le retour à la vie en communauté et la participation optimale des aînés ayant subi un TCC. / The aim of this study is to provide a comparative portrait of the functioning of adults under 65 years of age and adults aged 65 and over during a rehabilitation stay following mild-to-severe traumatic brain injury (TBI), as well as burden perceived by their primary caregiver. A sample of 546 adults who sustained a TBI was separated into two age groups and assessed during their stay in a rehabilitation institute. The differences between the two groups were examined for injuryrelated variables, premorbid functioning, psychological and cognitive functioning, functional status, and the level of burden perceived by the primary caregiver. These variables were collected by trained clinicians, using an evaluation grid developed for clinical purposes. The results show differences in the functioning between age groups. Compared to younger adults, older adults had milder injuries, less severe mechanisms of injury, shorter coma duration and less comorbid injuries. Nevertheless, inpatient rehabilitation duration was similar. Elderly patients showed greater cognitive impairment and significantly more functional impairment on several activities of daily living including preparation of simple meals, personal hygiene, management of healthcare and medications, outdoor walking, weekly housekeeping, shopping, and using community resources. They did not differ significantly from younger adults in terms of depression or anxiety symptoms or reported caregiver burden. These results underline the specific needs for older adults after rehabilitation for TBI and start to uncover the breadth of human assistance which may be needed to support community reintegration and optimal participation for adults who have suffered TBI in older age.

Introduction et objectifs Le traumatisme craniocérébral (TCC) est un problème de santé majeur dans le monde. Chez les patients ayant subi un TCC grave, une amélioration de la mortalité a été observée dans les centres de traumatologie offrant une intensité de traitement élevée et un monitorage intensif. Cependant, la mortalité ainsi que l’incidence du retrait du maintien des fonctions vitales varient entre les différents centres de traumatologie. Notre étude visait à évaluer l’association en l’effet de l'intensité des soins sur l’incidence du retrait du maintien des fonctions vitales et de mortalité chez les patients ayant subi un TCC grave. Méthodes Notre étude est une analyse post-hoc d’une étude cohorte rétrospective multicentrique de patients ayant subi un TCC grave (n = 720). Nous avons défini l’intensité des soins en utilisant le type d’interventions effectuées à l’'unité de soins intensifs. Les interventions ont été classées en fonction de leur spécificité par rapport au TCC et en fonction de leur nature : 1) médicale, 2) chirurgicale, et 3) diagnostique. L’effet de l'intensité des soins, sur la mortalité et le retrait du maintien des fonctions vitales, a été évalué en utilisant des modèles à risques proportionnels de Cox ajustés. Résultats L’intensité des soins a été associée à une diminution de la mortalité (HR 0,69, IC à 95% 0,63 à 0,74, p <0,0001) et du retrait du maintien des fonctions vitales (HR 0,73, IC à 95% 0,67 à 0,79, p <0,0001). Les associations ont été significatives pour l'intensité des interventions spécifiques et non-spécifiques au TCC et pour les interventions médicales et diagnostiques, mais non significatives pour les interventions chirurgicales. Conclusion Nous avons observé une association significative entre l'intensité globale des soins sur la mortalité et sur l'incidence du retrait du maintien des fonctions vitales suivant un TCC grave. Cette association était significative avec les interventions spécifiques et non-spécifiques au TCC, ainsi qu’avec les interventions médicales et diagnostiques. / Introduction and objectives Traumatic brain injury (TBI) is a major health problem. In severe TBI, better outcomes and reduced mortality were shown in trauma centers providing high intensity of treatment and monitoring. Mortality as well as incidence of withdrawal of life-sustaining therapies were found to vary among different trauma centers. Our study aimed to evaluate the effect of intensity of care for severe TBI on the incidence of withdrawal of life-sustaining therapy and mortality. Methods Our study is post-hoc analysis of a Canadian multicenter retrospective cohort study of patients with severe TBI (n = 720). We defined the intensity of care using interventions performed in ICU. They were categorized into 1) TBI related interventions, 2) interventions non-specific to TBI, and according to type of interventions: 1) medical, 2) surgical, and 3) diagnostic interventions. The effect of intensity of care, on mortality and the withdrawal of life-sustaining therapies, was evaluated with adjusted Cox proportional-hazards regression analyses of time-to-event data. Results The intensity of care was associated with decreased mortality (HR 0.69, 95% CI 0.63–0.74, p<0.0001) and decreased withdrawal of life support (HR 0.73, 95% CI 0.67–0.79, p<0.0001). The associations with outcomes were also significant for both the intensity of interventions specific to TBI and general ICU interventions. The associations with outcomes also maintained their significance with medical and diagnostic components of care but were not significant with surgical component of care. Conclusion We observed a significant association between the overall intensity of care, defined by the different interventions commonly used, on mortality and on the incidence of withdrawal of life-sustaining therapies in severe TBI. This association was present whether interventions were specific or not specific to TBI, as well as whether they were medical or diagnostic interventions.

Le traumatisme craniocérébral léger (TCCL) peut entraîner des altérations cognitives, sensorimotrices et neurophysiologiques, qui perdurent quelques jours et à des mois suivant l’impact. Actuellement, les évaluations traditionnelles évaluent ces difficultés de façon isolée, en s’intéressant à la motricité et la cognition séparément. Cela est peu représentatif du fonctionnement de l’individu au quotidien, où les demandes cognitives et sensorimotrices sont souvent simultanées. Des études en laboratoire ont suggéré que les doubles-tâches locomotrices-cognitives sont prometteuses afin de détecter les différences entre des participants contrôles et les individus avec TCCL. Cependant, les études demeurent hétérogènes en termes de tâches utilisées, peu d'entre elles s’intéressent aux variables personnelles influençant la performance aux doubles-tâches et plusieurs proposent des protocoles qui ne sont pas transférables en clinique. Cette thèse vise donc à investiguer la sensibilité des doubles-tâches à la fois en laboratoire (étude 1) et dans un contexte clinique (étude 2). La première étude, menée en laboratoire de marche, avait comme objectifs de (1) comparer la performance motrice et cognitive chez des participants TCCL et contrôles en utilisant différentes combinaisons de doubles-tâches et (2) corréler l’historique d’impacts subis avec la performance en double-tâche. De façon exploratoire, les liens entre la performance neuropsychologique avec la performance en double-tâche ont été étudiés. Dixhuit participants avec TCCL (13 femmes; âge 21.89 ±3.76, 59.56 jours post-TCCL ±24.12) et quinze participants contrôles en santé (9 femmes; âge 22.20 ±4.33) ont été recrutés. Le système d’analyse de capture du mouvement (Vicon) a été utilisé pour mesurer les paramètres de marche. Une batterie neuropsychologique a évalué la fluidité verbale, les fonctions exécutives, la mémoire et l’attention des participants. L’évaluation physiologique comprenait la force de préhension, la coordination, ainsi que l’équilibre statique et dynamique. Les symptômes subjectifs ont également été évalués. Dans un corridor de marche de 6 mètres, les participants effectuaient 3 conditions locomotrices; (1) marche à niveau, (2) marche à niveau et enjamber un obstacle profond (15 cm x 15 cm); (3) marche à niveau et enjamber un obstacle mince (15 cm x 3 cm), et 3 conditions cognitives; 1) compte à rebours par deux, (2) fluidité verbale et (3) tâche de Stroop. Ces tâches étaient effectuées en simples et doubles-tâches. En moyenne deux mois post-TCCL, aucune différence significative n’a été trouvée entre les groupes sur les résultats neuropsychologiques. L’évaluation physiologique a révélé que les participants TCCL avaient une vitesse de marche plus lente et plus instable que le groupe contrôle. L’expérimentation en doubletâche a démontré que le groupe TCCL avait une vitesse de marche plus lente, autant en tâche simple qu’en double-tâche, ainsi que des temps de réponse plus lents. Aucune combinaison de tâches ne s’est révélée plus sensible pour distinguer les groupes. La deuxième étude avait comme objectif de comparer des participants avec TCCL à un groupe contrôle en utilisant des technologies de base dans un contexte clinique. Vingt participants avec TCCL (10 femmes; âge 22.10 ±2.97, évalués en moyenne 70.9 jours post- TCCL ±22.31) et vingt participants contrôles (10 femmes; âge 22.55 ±2.72) ont été recrutés. Les symptômes subjectifs, l’historique d’impacts subis à la tête, une courte batterie neuropsychologique et des échelles de fatigue et de concentration pendant l’expérimentation ont été utilisées. L’expérimentation se déroulait dans un corridor de 10 m où les participants effectuaient deux allers-retours. Trois tâches locomotrices ont été employées : (1) marche à niveau, (2) marche à niveau et enjamber trois obstacles, (3) et marche en tandem. Deux tâches cognitives ont été employées : (1) un compte à rebours par 7, (2) et une tâche de fluidité verbale. Ces tâches étaient effectuées en simple et doubletâche. Un chronomètre et une grille d’observation servaient à colliger les mesures. Les résultats indiquent que le groupe TCCL démontrait des plus grands coûts de la double-tâche pour la vitesse de marche comparativement aux participants contrôles. De plus, les participants du groupe TCCL rapportaient être moins concentrés pendant les doublestâches. Cette thèse souligne la pertinence des protocoles en doubles-tâches, qui représenteraient une façon simple et sensible de révéler des altérations résiduelles potentielles après un TCCL. Plus de travail est nécessaire pour identifier les caractéristiques personnelles ayant une influence sur la performance en double-tâche. Une réflexion sur la façon d’élaborer des protocoles en considérant les restrictions et besoins de la clinique est nécessaire en vue de poursuivre la recherche sur les doubles-tâches. / Mild traumatic brain injury (mTBI), also known as concussion, can cause cognitive, sensorimotor and neurophysiological alterations which can be observed days and even months post-injury. Presently, mTBI clinical assessments are often focused on either cognitive deficits or physical function separately. Evaluating these spheres of function in isolation, however, is not always ecological enough to capture how an individual will function in day-to-day life where cognitive and sensorimotor demands are often simultaneous. Recent laboratory-based studies have suggested that dual-tasks combining motor and cognitive tasks are a promising way to detect differences between healthy participants and individuals having sustained mTBI. However, studies are very heterogeneous in terms of tasks used and variables measured, few of them focus on variables that could influence dual-task performance and many are not readily transferable to a clinical setting. This doctoral thesis aimed at identifying a sensitive, ecologically valid dual-task protocol combining locomotor and cognitive demands to evaluate the residual effects of mTBI both in a laboratory environment (Study 1) and a clinical setting (Study 2). Using gait laboratory measures, the first study’s objectives were (1) to compare performance on cognitive and gait parameters using different dual-tasks in healthy controls and young adults with mTBI, and (2) to examine the effect of number of mTBIs sustained on dual-task performance. Exploratory correlations to investigate relationships between neuropsychological testing and dual-task performance were also calculated. Eighteen participants with mTBI (13 women; age 21.89 ±3.76, on average 59.56 days post-injury ±24.12) and fifteen control participants (9 women; age 22.20 ±4.33) were recruited. A battery of neuropsychological tests was used to assess verbal fluency, executive function, memory and attention. A physiological examination comprised assessment of grip strength, upper-limb coordination, as well as static and dynamic balance. Subjective symptoms were also assessed. A 9-camera motion analysis system (Vicon) was used to characterize gait. Participants were asked to walk along a 6-meter walkway during three conditions of locomotion: (1) level-walking, (2) walking and stepping over a deep obstacle (15 cm high x 15 cm deep), and (3) walking and stepping over a narrow obstacle (15 cm high x 3 cm deep) and three cognitive conditions: (1) Counting backwards by 2s, (2) Verbal fluency, and (3) Stroop task. These tasks were performed in combination and as single tasks. No significant differences were found between groups on neuropsychological tests, but the physiological examination revealed that the mTBI group had slower gait speed and were more unstable than the control group. The dual-task experimentation showed that mTBI had slower gait speed, in both single and dual-tasks, and slower response time during dualtasks. No combination of dual-task was revealed to be more sensitive to distinguish groups. In a clinical-like setting, the second study’s objective was to compare mTBI individuals with healthy controls, using accessible technology to assess performance. Twenty participants with mTBI (10 women; age 22.10 ±2.97, 70.9 days post-injury ±22.31) and 20 control participants (10 women; age 22.55 ±2.72) were recruited. Subjective symptoms, history of impacts, a short neuropsychological battery and subjective fatigue and concentration symptoms during experimentation were used to characterized groups. Participants walked back and forth two times along a 10 m long corridor, during two locomotor conditions: (1) level-walking or (2) walking and stepping over three obstacles and two cognitive conditions; (1) Counting backwards by 7s, and (2) Verbal fluency. These tasks were performed in combination and as single-tasks. Only a stopwatch and an observation grid were used to assess performance. Participants reported being significantly less concentrated during dual-task experimentation. Significantly greater dual-task cost for gait speed in the mTBI group were observed, which demonstrated increased difficulty in dual-task, even more than two months following the injury. This thesis highlights that dual-task protocols combining locomotor and cognitive tasks could represent a simple, practical and sensitive way for clinicians to detect residual alterations even months following mTBI. More work is needed to identify personal characteristics, such as mTBI history, that could influence performance. A reflection on how protocols could be developed according to clinical restrictions and needs is much required in order to pursue research of dual-tasks.

Ce document fait la synthèse d'un ensemble de travaux concernant la nature de la plasticité neuronale et la manière dont la neurostimulation peut être utilisée pour améliorer la récupération motrice après une atteinte neurologique. Nous commençons par les principes fondamentaux généraux des neurosciences, la structure du système nerveux moteur chez l'homme et le rat, ainsi qu'une brève discussion sur les lésions neurologiques. Les sujets sont vastes et couverts avec la brièveté nécessaire, mais ils fournissent un contexte essentiel pour les chapitres suivants, présentés sous forme d'articles scientifiques. Dans le premier article, nous passons en revue le domaine de la neurostimulation sous ses aspects fondamental et clinique avec l'Accident Vasculaire Cerebral (AVC) en tant que maladie modèle pour les lésions neurologiques. Nous classifions les interventions de stimulation en trois modèles différents d'induction de la plasticité. Notre thèse centrale est qu'une meilleure compréhension des règles sous-jacentes de la plasticité, accompagnée de progrès dans une plus grande précision spatio-temporelle, est nécessaire pour faire avancer le domaine de la neurostimulation. Dans le deuxième article, nous décrivons, étape par étape, un nouveau protocole pour évaluer l'excitabilité corticospinale chez le rongeur éveillé pendant le comportement libre, ainsi que les plateformes matérielles et logicielles associées que notre équipe a développées à cette fin. L'une de ses principale caractéristique est la possibilité d'évaluer l'excitabilité corticomotrice en boucle fermée, en fonction de l'EMG, une nouvelle façon d'accroître l'uniformité des mesures sur des animaux en comportement. Cette plateforme de développement sera utile aux neuroscientifiques intéressés par l'évaluation de l'excitabilité du système nerveux chez les rongeurs éveillés par le biais d'une interrogation électrique ou optogénétique, un intermédiaire important avant les essais chez les primates non humains et éventuellement chez les humains. Dans le troisième article, nous avons utilisé cette plateforme prototype pour étudier la stimulation électrique associative appariée et le rôle de la plasticité dépendant de la synchronisation des potentiels d'action chez des rats implantés de façon chronique, sans l'influence de l'anesthésie. Nous nous sommes concentrés sur la variation systématique de l'intervalle entre la stimulation corticale et musculaire dans notre cohorte d'animaux afin de révéler l'effet de la synchronisation relative de l'activité aux niveaux cortical et spinal. Nous n'avons pas observé de potentialisation significative dans tous les intervalles de stimulation testés, mais plutôt des tendances vers des effets de type LTD dans la plupart des conditions de synchronisation. Nous discutons des raisons possibles pour lesquelles nous avons observé ces résultats. Dans le dernier article et dans le projet en cours, nous décrivons les premiers travaux prometteurs impliquant la neurostimulation optogénétique et électrique, ainsi que la réadaptation post-AVC comme tremplin pour des recherches futures. Nous concluons par une discussion générale et nous nous projetons dans l'avenir, tant à moyen qu'à long terme. La poursuite scientifique, tant sur le plan personnel que sur celui du domaine, se poursuivra, comme il se doit. Bien que ce travail soit conçu pour être lu dans un ordre séquentiel, chaque chapitre est indépendant. Collectivement, les travaux de cette thèse posent les bases et plaident en faveur d'une meilleure compréhension de la plasticité neuronale, du développement d'outils pour l'évaluer et de l'étude de ses applications pratiques pour parvenir à une meilleure récupération motrice après une lésion neurologique. / This document synthesizes a body of work concerning the nature of neural plasticity and how neurostimulation may be used to improve motor recovery after neurological insult. We begin with general foundational principles in neuroscience, the structure of the nervous and motor systems in humans and rats, and a brief discussion of neurological injury. The topics are broad and covered with the necessary brevity, but provides critical context for the following chapters. In the first paper, we review the fields of neurostimulation across the clinical and basic science domains in the service of stroke as a model disease for neurological injury, framing the field in terms of three different models of plasticity induction. Our central thesis here is that enhanced understanding of the underlying rules of plasticity, accompanied with advances in greater spatiotemporal precision is necessary to move the field of neurostimulation forward. In the second paper we describe a stable, novel step-by-step protocol to assess corticospinal excitability in the awake, freely behaving rodent, and the associated hardware and software platforms that our team has developed for this purpose. A core feature enables corticomotor excitability assessment in a closed-loop, Electromyogram (EMG)-dependent manner, a novel way of increasing consistency during free behavior in untrained animals. This development platform will be of use to neuroscientists interested in assessing the excitability of the nervous system in awake, unrestrained rodents via electrical or optogenetic interrogation, an important intermediary before trials in non-human primates and eventually humans. In the third paper, we used this prototype platform to investigate electrical paired associative stimulation and the role of spike-timing-dependent plasticity in chronically implanted rats, without the influence of anaesthesia. Our focus was on systematically varying the Inter-Stimulus Interval (ISI) between cortical and muscle stimulation in our animal cohort in order to reveal the effect of relative activity timing at both the cortical and spinal levels. We did not observe significant potentiation across all of the stimulus intervals we tested, but instead observed trends towards Long-Term Depression (LTD)-like effects in the short term across most timing conditions. We discuss possible reasons why we observed these results. In the final paper and project currently in progress, we describe early promising work involving optogenetic and electrical neurostimulation, and stroke recovery as a launchpad for future investigations. We conclude with a general discussion and peer into the future, both in the medium term and the long term. The scientific pursuit, both personally and as a field will continue, as it should. Although this work is designed to be read in sequential order, each chapter stands alone. Collectively, the work in this thesis lays the groundwork and argues for a greater understanding of neural plasticity, development of tools to assess it, and study of its practical applications to achieve enhanced motor recovery after neurological injury.