Les tâches d’empan simples sont classiquement utilisées pour évaluer la mémoire à court terme, tandis que les tâches d’empan complexes sont généralement considérées comme spécifiques de la mémoire de travail. Par construction, les tâches d’empan complexes étant plus difficiles,en raison de l’utilisation d’une tâche concurrente, l’empan moyen est généralement plus faible (4 ± 1 items) que dans les tâches d’empan simples (7 ± 2 items). Une raison possible de cet écart est que sans tâche concurrente, les participants peuvent tirer profit du temps libre entre les stimuli pour détecter et recoder des régularités présentes dans la série de stimuli afin de regrouper les stimuli en 4 ± 1 chunks. Notre hypothèse principale est que la compression de l’information en mémoire immédiate est un indicateur pertinent pour étudier la relation entre la capacité de mémoire immédiate et l’intelligence fluide. L’idée est que les deux dépendent de la qualité du traitement de l’information, autrement dit, selon nos hypothèses, d’une interaction entre traitement et stockage. Nous avons développé plusieurs tâches de mesure d’empan de chunks dans lesquelles la compressibilité de l’information a été estimée en utilisant différentes mesures de complexité algorithmique. Les résultats ont montré que la compressibilité peut être utilisée pour prédire la performance en mémoire de travail, et que la capacité à compresser l’information est un bon prédicteur de l’intelligence fluide. Nous concluons que la capacité à compresser l’information en mémoire de travail est la raison pour laquelle à la fois traitement et stockage de l’information sont liés à l’intelligence. / Simple span tasks are tasks commonly used to measure short-term memory, while complex span tasks are usually considered typical measures of working memory. Because complex span tasks were designed to create a concurrent task, the average span is usually lower (4 ± 1items) than in simple span tasks (7±2 items). One possible reason for measuring higher spansduring simple span tasks is that participants can take profit of the spare time between the stimuli to detect, and recode regularities in the stimulus series (in the absence of a concurrent task), and such regularities can be used to pack a few stimuli into 4 ± 1 chunks. Our main hypothesis was that information compression in immediate memory is an excellent indicator for studying the relationship between immediate-memory capacity and fluid intelligence. The idea is that both depend on the efficiency of information processing, and more precisely, on the interaction between storage and processing. We developed various span tasks measuringa chunking capacity, in which compressibility of memoranda was estimated using different algorithmic complexity metrics. The results showed that compressibility can be used to predictworking-memory performance, and that fluid intelligence is well predicted by the ability to compress information.We conclude that the ability to compress information in working memoryis the reason why both manipulation and retention of information are linked to intelligence.

Les architectures parallèles hybrides constituées d'un grand nombre de noeuds de calcul multi-coeurs/GPU connectés en réseau offrent des performances théoriques très élevées, de l'ordre de quelque dizaines de TeraFlops. Mais la programmation efficace de ces machines reste un défi à cause de la complexité de l'architecture et de la multiplication des modèles de programmation utilisés. L'objectif de cette thèse est d'améliorer la programmation des applications scientifiques denses sur les architectures parallèles hybrides selon trois axes: réduction des temps d'exécution, traitement de données de très grande taille et facilité de programmation. Nous avons pour cela proposé un modèle de programmation à base de directives appelé DSTEP pour exprimer à la fois la distribution des données et des calculs. Dans ce modèle, plusieurs types de distribution de données sont exprimables de façon unifiée à l'aide d'une directive "dstep distribute" et une réplication de certains éléments distribués peut être exprimée par un "halo". La directive "dstep gridify" exprime à la fois la distribution des calculs ainsi que leurs contraintes d'ordonnancement. Nous avons ensuite défini un modèle de distribution et montré la correction de la transformation de code du domaine séquentiel au domaine distribué. À partir du modèle de distribution, nous avons dérivé un schéma de compilation pour la transformation de programmes annotés de directives DSTEP en des programmes parallèles hybrides. Nous avons implémenté notre solution sous la forme d'un compilateur intégré à la plateforme de compilation PIPS ainsi qu'une bibliothèque fournissant les fonctionnalités du support d'exécution, notamment les communications. Notre solution a été validée sur des programmes de calcul scientifiques standards tirés des NAS Parallel Benchmarks et des Polybenchs ainsi que sur une application industrielle. / Clusters of multicore/GPU nodes connected with a fast network offer very high therotical peak performances, reaching tens of TeraFlops. Unfortunately, the efficient programing of such architectures remains challenging because of their complexity and the diversity of the existing programming models. The purpose of this thesis is to improve the programmability of dense scientific applications on hybrid architectures in three ways: reducing the execution times, processing larger data sets and reducing the programming effort. We propose DSTEP, a directive-based programming model expressing both data and computation distribution. A large set of distribution types are unified in a "dstep distribute" directive and the replication of some distributed elements can be expressed using a "halo". The "dstep gridify" directive expresses both the computation distribution and the schedule constraints of loop iterations. We define a distribution model and demonstrate the correctness of the code transformation from the sequential domain to the parallel domain. From the distribution model, we derive a generic compilation scheme transforming DSTEP annotated input programs into parallel hybrid ones. We have implemented such a tool as a compiler integrated to the PIPS compilation workbench together with a library offering the runtime functionality, especially the communication. Our solution is validated on scientific programs from the NAS Parallel Benchmarks and the PolyBenchs as well as on an industrial signal procesing application.

Doctorat en sciences psychologiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

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Comment les différentes formes de mémoire sont-elles encodées et comment interagissent-elles ? L'identification des réseaux neuronaux sous-jacents aux différentes formes de mémoire est une approche performante qui permet de mieux comprendre la dynamique des phases de mémoire et leurs interactions. La Drosophile représente un modèle de choix pour l'étude des mécanismes d'apprentissage et de mémorisation. Son cerveau est composé de 100.000 neurones et des outils génétiques permettent d'étudier fonctionnellement les circuits neuronaux avec une résolution proche du neurone unique. On utilise deux sortes d’apprentissage olfactif associatif : l’un, appétitif, repose sur l’association entre une odeur etdu sucre, et l’autre, aversif, associe une odeur et des chocs électriques. On distingue deux types de mémoires appétitives, une à court-terme et une à long-terme. Notre équipe a montré récemment que ces mémoires appétitives se forment indépendamment. La mémoire aversive a été décomposée en deux mémoires labiles à court-terme et à moyen terme, et deux mémoires consolidées : la mémoire à long terme (LTM) qui repose sur une synthèse protéique de novo et la mémoire résistante à l’anesthésie (ARM). Les corps pédonculés (CP), le centre de l'apprentissage et de la mémoire olfactive de la Drosophile, forment une structure bilatérale d’environ 2.000 neurones par hémisphère cérébral, appelés cellules de Kenyon. Celles-ci ont été classées en trois sous-types–γ, αβ et α’β’–en fonction des ramifications de leurs projections axonales qui définissent trois lobes médians (β, β’, γ) et deux verticaux (α, α’). Certains réseaux neuronaux responsables du rappel de la mémoire ont été caractérisés mais la correspondance entre ces réseaux et les phases de mémoire n’est encore que parcellaire. Grâce à des outils thermogénétiques nous pouvons inhiber une population neuronale restreinte pendant la phase de rappel spécifiquement. Au cours de ma thèse j'ai affiné la dissection des différentes phases de mémoire olfactive tant au niveau comportemental qu'au niveau des réseaux neuronaux. Nous avons pu attribuer à chaque phase de mémoire un réseau neuronal précis allant des neurones intrinsèques des CP aux neurones efférents impliqués dans le rappel de la mémoire. Nous avons ainsi mis en évidence une distribution spatio-temporelle de six phases de mémoires aversives mettant en jeu des réseaux neuronaux distincts et complémentaires. Nous avons montré que la ARM, jusqu’ici considérée comme une phase de mémoire unique est en réalité une mémoire composite. Nous avons identifié et localisé trois formes de ARM : la ARM immédiate, la ARM à moyen terme et la ARM à long-terme localisées respectivement dans les neurones αβ, γ et α’β’. Les deux formes séquentielles de mémoire labile immédiate et à moyen-terme ont été localisées dans les neurones γ et αβ respectivement. Nous avons aussi identifié les neurones extrinsèques de rappel de ces différentes formes de mémoire. Nous avons montré que les neurones MB-V2, précédemment décrits par notre équipe, assurent le rappel des mémoires localisées dans les neurones αβ et α’β’. Nous avons également identifié un nouveau type de neurones impliqués dans le rappel mnésique, les neurones MB-M6, efférents aux lobes γ et β’. Il existe un neurone MB-M6 par hémisphère. Ceux-ci sont impliqués dans le rappel des phases de mémoire aversive impliquant les neurones γ et α’β’. Nous avons aussi montré que les neurones MB-M6 sous tendent le rappel de la mémoire appétitive à court-terme. Ces découvertes permettent de dresser un tableau complet des circuits de sortie des corps pédonculés sous-tendant chaque phase de mémoire. Ce schéma global laisse apparaître qu’à un temps donné, deux formes de mémoire distinctes ne partagent jamais le même circuit. Nos travaux ouvrent la voie à l’étude comparée des modifications physiologiques encodant les différentes formes de mémoire associative chez la Drosophile. / A fly can form robust aversive associative olfactory memory after pairing an odor with electric shocks. Appetitive memory forms in a starved fly after pairing an odor with sugar delivery. Both types of olfactory memory rely on the mushroom bodies (MBs), a paired lobed structure of ∼2,000 neurons—the Kenyon cells (KCs)—per brain hemisphere. Based on their axonal morphology, KCs are classed into three different subtypes: axons from α/β and α′/β′ KCs branch into vertical (α and α′) and medial (β and β′) lobes, whereas axons from γ neurons form only a medial γ lobe. Drosophila can form two types of consolidated memories: LTM, which relies on de novo protein synthesis, and ARM, which does not. Droophila can also sequetially forms an immediate labile memory and a middle term labile memory.We have demonstrated a spatio-temporal distribution of six phases of aversive memories involving distinct and complementary neural networks. We have identified and located three forms of ARM: immediate ARM, middle term ARM and long-term ARM located respectively in αβ neurons, γ and α'β’. Both sequential forms of immediate labile memory and middle term memory were localized in γ and αβ neurons respectively. We also identified the extrinsic neurons required for the retrieval of these different forms of memory. We showed that MB-V2 neurons, previously described by our team, ensure the recall of memories localized in αβ and α'β’ neurons. We identified a specific pair of MB-efferent neurons, named M6 neurons. These are involved in the retrieval of aversive memories involving γ and α'β ‘ neurons. We have also shown that MB-M6 neurons are required for the retrieval of appetitive short-term memory.

Devant l’importance de la lecture dans notre société actuelle, il importe de se questionner sur les façons qui peuvent être mises en œuvre, dès le début du primaire, afin d’aider les élèves à apprendre à lire et à surmonter leurs difficultés en lecture. Lorsque l’on considère les effets bénéfiques que peut avoir l’apprentissage musical sur un ensemble d’habiletés non musicales, dont la mémoire, il devient pertinent de se questionner sur les effets possibles de la musique sur les habiletés en lecture. Alors qu’un lien semble présent dans l’ensemble des études consultées, la nature de ce lien, à savoir s’il s’agit d’une relation causale, reste indéterminée. Devant les résultats parfois contradictoires observés dans la littérature scientifique et considérant l’absence de recherches menées en contexte majoritairement francophone, le but de notre étude était d’évaluer les effets de deux programmes d’entraînement (lecture seulement et lecture-musique) sur le développement des habiletés de lecture, de musique et de mémoire d’élèves de 2e année du primaire au Québec. Un design quasi expérimental avec prétest et post-test a été employé. Les sujets (n=94) ont été divisés en trois groupes : lecture seulement (LS, n=44), lecture-musique (LM, n=34) et contrôle (n=16). Les programmes expérimentaux ont pris place pendant quatre mois à raison de trois périodes par cycle de dix jours. Selon l’analyse des résultats, il semblerait que les programme LS et LM aient pu avoir un effet favorable sur la précision en lecture, le vocabulaire réceptif, la morphosyntaxe et la mémoire spatiale. Toutefois, cet effet n’est pas significatif sur le plan statistique puisque tous les groupes étaient considérés comme équivalents non seulement au prétest, mais également au post-test, pour l’ensemble des variables. Par ailleurs, les trois groupes se sont significativement améliorés en compréhension, en déchiffrement et en vitesse de lecture. L’ensemble des résultats a été mis en relation avec les études antérieures menées sur le sujet et le contexte précis de l’étude afin de dégager des pistes pertinentes de recherches ultérieures.

La mémoire prospective (MP) est la capacité de se souvenir d’exécuter une action dans le futur. La MP se distingue de la mémoire rétrospective (MR) notamment par le fait que la récupération du souvenir doit être auto-initiée alors qu’on est occupé par une autre tâche. L’objectif principal de cette thèse est de mieux comprendre la communauté et la spécificité des processus mnésiques et de contrôle impliqués dans les situations de MP par rapport aux situations de MR comme une tâche de reconnaissance. La démarche est d’imbriquer une action planifiée dans des tâches dont la demande mnésique et la difficulté sont contrôlées. Nous étudions ainsi l’interférence réciproque entre la MP et la MR. Nous étudions également les stratégies de maintien en fonction de la présence ou non d’un indice d’exécution. Les données comportementales montrent que l’action est exécutée plus rapidement sans indice d’exécution qu’avec indice, ce qui suggère un maintien actif sans indice. La MR interfère avec les performances de MP. Les mesures du modèle DPSD de la MR montrent qu’imbriquer une action planifiée dans une tâche de reconnaissance module le contrôle de la décision de reconnaissance et que le maintien actif interfère avec la familiarité. Enfin les résultats électrophysiologiques montrent une positivité pariétale modulée à la fois par la récupération d’une action planifiée et par une tâche classique de reconnaissance. Ces résultats suggèrent 1) une communauté des processus mnésiques en MP et en MR, mais 2) qu’être dans un mode de fonctionnement plus contrôlé est une spécificité de la MP, et que 3) le maintien actif est une caractéristique importante de la MP. / Prospective memory (PM) refers to the ability to remember to perform an action at some point in the future. Prospective memory is distinct from retrospective memory (RM) particularly because retrieval of the memory must be self-initiated while being engaged in an ongoing task. The main goal of this thesis was to better understand shared and specific memory and control processes involved in PM situations compared to RM situations (e.g., a recognition task). Our approach was to use tasks whose memory demand and difficulty were controlled and in which an intended action was embodied. This allows to study the mutual interference between PM and RM. We also studied maintenance strategies while manipulating the presence of an execution cue. Behavioural data showed that execution of the intended action was faster without than with a cue: this suggests active maintenance without an execution cue. RM interferes with PM performance. Measurements of the DPSD model showed that the embodiment of an intended action in a recognition task influences the control of the recognition decision, and that active maintenance interferes with familiarity. Finally, electrophysiological data show a parietal positivity modulated by the retrieval of an intended action and by a recognition task. These results support the idea that 1) PM and RM share common memory processes, but 2) that PM specifically forces a more controlled operating mode, and that 3) active maintenance is an important characteristic of PM.

Although a relative consensus exists about the contribution of post-learning sleep in the consolidation of novel information in long term memory, the definition of the respective contributions of sleep stages in memory consolidation processes remains a matter of debates. Scrima (1982) proposed the hypothesis that Slow Waves Sleep (SWS) contributes preventing retroactive interference on recently acquired information, whereas Rapid Eyes Movement sleep (REM) contributes consolidating this information. This interesting hypothesis was never validated by others studies and rapidly forgotten in the sleep literature. In this framework, our doctoral thesis explored the role of sleep stages in consolidation and protection of lexical and emotional retroactive interference. Regarding lexical interference, we use a classical interference paradigm in which participants learn a list of unrelated word pairs (A). After a retention interval varying according to the study, a novel list of word pairs (B) is learned just before delayed recall of list A. List B is composed of 50% word pairs in which the initial word of the pair is also presented in list A, hence creating interference. In a first study, we showed an interference effect after a retention interval containing 3 nights of sleep (sleep condition) but not after a first night of sleep deprivation and two recovery nights (sleep deprivation condition). Our findings may be in line with the reconsolidation theory in that after a night of sleep the reactivation of consolidated memory traces puts them back in a labile form, hence again sensitive to interference. By contrast, in the sleep deprivation condition, subjects would create a dual trace (A and B) allowing them to fend off the negative impact of interference: the second list does not modify the first but the two lists coexist. The same results were observed in a second study after a 45-min nap vs. a wake episode. In this study, the controlled morning nap paradigm aiming at producing predominant post-training SWS or REM sleep episodes, allows us to investigate whether a nap containing SWS or REM sleep increases nevertheless the protection against interference. Our results partially support Scrima’s hypothesis. Indeed, if SWS seems to have a protective effect against interference for novels memories, we failed to evidence REM sleep-related consolidation effects on word pairs not subjected to interference. <p>In a second section of my doctoral thesis, we investigated the protective role of sleep against emotional interference. Previous studies have showed that a change of mood from learning to recall induced a retroactive emotional interference and consequently impaired recall capacities, whereas a similar mood at both encoding and recall sessions facilitated retrieval (a phenomenon named ‘Mood-state Dependent Memory’, MDM). In a first study, we showed that sleep reduces the MDM effect by unbinding memories (i.e. word pairs) from their emotional context (i.e. the emotional mood context). In this study, subjects learned a list of word pairs after a mood induction procedure, then slept or stayed awake during the postlearning night. After two recovery nights, subjects recall 50% word pairs after the same mood induction procedure and 50% in a different mood state. MDM effect was observed in the sleep-deprived condition whereas it has disappeared in the sleep condition. This study validated the “Sleep to Forget and Sleep to Remember” model (van der Helm & Walker, 2010) stating that sleep (especially REM sleep) facilitates the decoupling of declarative memories from their emotional context, hence reducing the MDM phenomena. However, in a second study comparing the effects of "early" and "late" sleep periods (dominated by SWS and REM sleep, respectively) on resistance to emotional interference, we failed to evidence a specific role of REM sleep in this emotional unbinding process. We surmise that the demodulation process is initiated during the first post-learning night (potentially during REM sleep) but may need several nights or several successions of NREM-REM cycles across a whole night to be achieved. A third study evidenced that MDM is not reduced after one night of sleep. These results do not allow us to confirm that emotional unbinding process needs several successions of NREM-REM cycles across a whole night to be achieved but rather need several nights. <p>To sum up, sleep seems to protect memories against both lexical (especially SWS), and emotional interference; the latter being achieved by unbinding memories from their emotional context.<p> / Doctorat en Sciences Psychologiques et de l'éducation / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2009-2010 / Le maintien de l'ordre en mémoire à court terme suscite depuis longtemps un intérêt marqué en psychologie cognitive expérimentale. Même si l'information à traiter dans l'environnement est souvent de nature spatiale, la plupart des recherches sur la mémoire à court terme portept sur le traitement de l'information verbale. Par ailleurs, le traitement de l'information verbale et -spatiale en mémoire à court terme fait encore l'objet d'un débat en psychologie cognitive. Certains auteurs suggèrent qu'il existe un module indépendant responsable de traiter chaque type d'information (p. ex., Baddeley & Hitch, 1974). Cette approche est notamment supportée par la démonstration de dissociations entre le traitement de l'information verbale et le traitement de l'information spatiale (p. ex., Meiser & Klauer, 1999). Une approche unitaire quant à elle, soutient que les processus en mémoire sont indépendants du type d'information à traiter (p. ex., Jones, Macken, & Nicholls, 2004). Cette approche trouve appui parmi les études qui démontrent que la rétention de l'information spatiale et la rétention de l'information verbale produisent des patrons de performance équivalents (p. ex., Ward, Avons, & Melling, 2005). L'objectif de la thèse est de tester ces visions alternatives et de vérifier si les mêmes processus sont sollicités lor"s de la rétention de l'information verbale et spatiale. La rétention de l'information spatiale et verbale est comparée directement à l'aide d'une tâche classique de rappel où les participants doivent rappeler l'ordre dans lequel des séries d'items ont été présentées (Chapitre II). Une procédure de double dissociation combinée à une analyse approfondie des erreurs sont utilisées. Bien que les résultats démontrent la présence d'une double dissociation, le traitement de l'information verbale et spatiale produit des patrons d'erreurs équivalents. Dans le chapitre III, les facteurs qui influencent le rappel de l'information spatiale sont examinés afin de mieux comprendre la nature des processus responsables de retenir ce type d'information. Une analyse du mouvement oculaire combinée à l'utilisation d'une tâche de suppression oculaire montre que l'efficacité avec laquelle les yeux sont déplacés entre les items influence la mémoire pour les localisations spatiales. L'ensemble de ces résultats est interprété à la lumière d'une nouvelle approche théorique selon laquelle la coopération entre les systèmes perceptifs et moteurs sont responsables de la rétention de l'information.

Cette étude s’intéresse à l’effet de la fréquence sur le rappel sériel immédiat (RSI) et sur le rappel sériel différé (RSD). Au plan méthodologique, l’objectif est de déterminer si les patrons de résultats obtenus pour le rappel des items et de l’ordre de ces items sont similaires dans les deux paradigmes. Au plan théorique, le but est de tester les prédictions effectuées par deux études, soit celles de Poirier et Saint-Aubin (1996) en RSI et DeLosh et McDaniel (1996) en RSD. Vingt-quatre sujets effectuent une étude comportant à la fois du rappel immédiat et différé, où la fréquence des mots entre les listes est manipulée (haute et basse fréquence). Tel que prédit, les résultats démontrent que les items fréquents sont mieux rappelés dans les deux types de délais et que la fréquence n’a pas d’incidence sur le rappel de l'ordre en RSI. Toutefois, l’hypothèse de départ selon laquelle les mots fréquents étaient favorisés pour le rappel de l’ordre en différé n’a pas été confirmée, remettant ainsi en question la nécessité d’une distinction théorique entre le RSI et le RSD pour expliquer l’effet de la fréquence.