Il y a déjà quelques années, le phénomène de la plasticité cérébrale a entraîné le domaine de la réadaptation dans une nouvelle ère lorsque des études ont montré qu'il était possible d'améliorer certaines fonctions via la pratique répétitive de tâches spécifiques. Dans le domaine de l'attention, des entraînements ont été élaborés et ont mené à des améliorations des performances chez des adultes cérébrolésés, ainsi qu'à des améliorations de leur fonctionnement au quotidien. Ces améliorations ont tôt fait d'intéresser les chercheurs dans le domaine du trouble du déficit de l'attention avec ou sans hyperactivité (TDAH), dont le taux de diagnostic augmentait dans la population. Le TDAH est un diagnostic médical attribué à des personnes chez qui l'on observe des difficultés sévères prenant la forme d'inattention, d'hyperactivité et d'impulsivité, inappropriées à leur niveau de développement et causant des difficultés d'adaptation à la maison, à l'école ou au travail. D'autres entraînements de l'attention, effectués auprès d'enfants aux prises avec un TDAH, ont montré une amélioration des performances sur des épreuves d'attention. La théorie de Barkley (2006) sur le TDAH place la mémoire de travail non verbale au cœur de la problématique. Par ailleurs, il semble que ce soit la mémoire de travail visuo-spatiale (MTVS), tel que définie par Baddeley (1974, 1986), qui soit la fonction qui permette de distinguer le mieux les enfants atteints du TDAH (Westerberg et al., 2004). La question de recherche vise à savoir si un programme d'entraînement, basé sur une seule tâche de MTVS et adapté continuellement aux capacités d'enfants atteints d'un TDAH à la tâche d'entraînement, peut permettre une amélioration de leur MTVS. Cette thèse de doctorat consiste à valider un programme d'entraînement de la MTVS élaboré à l'UQÀM, appelé Gymnase, chez des enfants atteints d'un TDAH en mesurant leur performances par le biais de tâches cognitives dont la MTVS, en comparaison avec un groupe contrôle. L'objectif principal est de vérifier la modification des performances, sur les épreuves de généralisation, pour les enfants ayant bénéficié d'un entraînement au Gymnase, en comparaison avec les enfants du groupe en liste d'attente. Au total, 18 enfants satisfaisant les critères du TDAH participent à l'étude dont deux filles et 16 garçons. Les participants sont assignés au hasard aux groupes, expérimental et contrôle, ce dernier étant aussi une liste d'attente pour recevoir des séances d'entraînements au programme Gymnase ultérieurement. Selon le sous-groupe auquel les enfants appartiennent, ils reçoivent deux ou trois entraînements par semaine durant 7 ou 10 semaines, à leur école, sous la supervision d'un orthopédagogue agissant comme entraîneur. Aucun des six facteurs, regroupant l'ensemble des épreuves de généralisation administrées, n'a montré d'effet de l'entraînement entre le groupe expérimental et contrôle, qui soit statistiquement significatif. Ces résultats négatifs pourraient indiquer que la tâche n'est tout simplement pas adéquate pour activer efficacement la MTVS, mais ils pourraient aussi refléter simplement diverses difficultés au niveau de l'implantation du programme d'entraînement dans les écoles primaires participantes. Pour départager les deux explications possibles des résultats obtenus, une mesure de l'activation cérébrale durant la tâche d'entraînement a été effectuée, chez huit jeunes adultes, à l'aide de l'imagerie optique diffuse, en comparaison à une tâche contrôle, de manière à être en mesure de la comparer avec l'activation cérébrale qui a lieu durant d'autres tâches de MTVS, davantage localisée dans la région du cortex préfrontal dorsolatéral, de manière à s'assurer que la tâche d'entraînement est une tâche efficace de MTVS. Les mesures d'imagerie optique obtenues ont révélé une activation réelle mais hétérogène lors de l'exécution de la tâche du programme d'entraînement Gymnase, en comparaison à une tâche contrôle. Ainsi, la tâche d'entraînement semble permettre aux participants d'utiliser diverses stratégies, diverses fonctions cognitives pour réussir la tâche d'entraînement. En cela, elle n'exercerait pas assez spécifiquement la fonction visée. Ces résultats rappellent l'importance de vérifier la validité d'une tâche expérimentale avant toute autre utilisation et suggèrent une plus grande utilisation de l'imagerie optique pour ce faire. Malgré l'absence de résultats lors de l'étude visant l'amélioration des performances à diverses épreuves cognitives à la suite d'entraînements au programme, d'autres études obtiennent des résultats significatifs et continuent de supporter le domaine de la remédiation cognitive. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : remédiation cognitive, entraînement cognitif, mémoire de travail visuo-spatiale, trouble déficitaire de l'attention/hyperactivité, imagerie optique diffuse.

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.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

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L’ambition de la thèse est de contribuer à une meilleure compréhension des difficultés cognitives rencontrées par les enfants sourds munis d’un implant cochléaire (IC). Elle présente une recension de travaux et une étude originale concernant la mémoire à court-terme/mémoire de travail.Est évalué l’apport recommandé de la lecture labiale et des clés de la LPC (Langue Parlée Complétée) sur le rappel.Une série d’épreuves originales de rappel immédiat a été conçue sur support informatique. Elle comprend des tâches contrastées du point de vue de la nature de l’information à mémoriser (spatiale vs verbale) et des modalités de présentation de l’information. Les épreuves ont été validées auprès d’une population d’enfants normo-entendants (NE)(âgés de 6 à 8 ans, N=42). Les réponses d’enfants IC(N=14) ont été comparées à celles d’enfants NE, sur la base de la constitution de deux groupes appareillés selon les critères d’âge, de sexe et d’aptitude intellectuelle.Pour les deux groupes, le rappel immédiat est meilleur pour les informations visuo-spatiales. Les informations verbales sont moins bien retenues par les enfants IC. Contrairement aux attentes, l’apport de la LPC, spécifiquement dans la modalité verbale, ne conduit pas à une augmentation des performances des enfants sourds. L’analyse de l’ordre de rappel des items ne fait pas apparaître de difficultés spécifiques. En revanche, la longueur des listes est préjudiciable en verbal. L’analyse des erreurs atteste de leurs difficultés au plan des connaissances langagières. Une analyse fine des performances individuelles montre des profils différenciés attestant de la singularité des modes d’adaptation des enfants sourds IC. / The aim of the thesis is to contribute to a better understanding of cognitive difficulties in deaf children with a cochlear implant (CI). Firstly, this thesis presents a comparative analysis of previous research work. Secondly, it presents an original study addressing short-term memory (STM)/working memory (WM) issues, in which the contribution of cued speech (CS) is assessed on memorization performances. To do so, a novel STM/WM task series was developed and used to investigate whether the use of verbal stimuli versus spatial stimuli differentially affects immediate memory processes and to examine whether the presentation of items in an enriched context has a benefit on the immediate memory capacity. The developed tasks were validated on normal-hearing (NH) children (6- and 8-year-old, N=42) and the capacities of CI deaf children(N=14) were compared to those of their NH peers matched for age, sex and reasoning ability. For both groups, the immediate recall proves to be better for visuo-spatial information. Also, CI deaf children appear as memorizing less verbal information. Surprisingly, CS, appears to be ineffective to improve the CI deaf children performances, especially in the verbal modality case; if the analysis of the order of recall of items does not reveal any specific difficulty, the length of the items lists is harmful in the verbal modality. The analysis of the recall errors confirms difficulties in linguistic knowledge. Individual performances of CI deaf children show diverse patterns.

La présente thèse de doctorat s'intéresse aux fonctions exécutives chez les enfants d'âge préscolaire. Les fonctions exécutives (FE) peuvent se définir comme étant un ensemble de processus mentaux hypothétiques permettant le contrôle conscient de la pensée et des actions afin de guider le comportement vers un but futur. La mémoire de travail, l'inhibition et la flexibilité sont considérée comme des composantes principales des FE et on s'intéresse de plus en plus au rôle de cet aspect de la cognition sur le développement humain. Cette thèse s'attarde au rôle des FE dans le rendement scolaire en début de scolarisation et au profil de FE des enfants ayant des comportements externalisés. Un devis longitudinal sur une année du développement des enfants a été utilisé et l'échantillon initial était composé d'enfants fréquentant des classes de maternelle régulières de la région de Montréal et de Sherbrooke. Un échantillon supplémentaire d'enfants présentant des problèmes de comportement ont été intégrés par la suite à l'échantillon initial. Les données ont été recueillies lors de séances de passation de tests auprès des enfants ainsi qu'à l'aide de questionnaires remplis par les parents et les enseignantes des enfants participants. Cette thèse comporte deux articles. Le premier article porte sur le rôle des FE dans le rendement scolaire en fin de première année du primaire. L'objectif consistait à vérifier si les différentes composantes des FE mesurées en maternelle permettaient de prédire de façon unique, c'est-à-dire en neutralisant l'effet de certaines variables (connaissances préscolaires, variables affectives et variables familiales), le rendement en mathématiques et en lecture-écriture en fin de première année du primaire. Les résultats suggèrent que les FE sont associées au rendement scolaire ultérieur. Cependant, seulement la mémoire de travail a permis de prédire de façon unique le rendement scolaire, et ce, seulement en mathématiques. La mémoire de travail et l'inhibition se sont montrées associées au rendement en lecture-écriture de façon indirecte, par les comportements externalisés de l'enfant. Le second article examine le profil de FE chez des enfants ayant des comportements externalisés. L'objectif principal consistait à comparer les FE d'enfants présentant des problèmes de comportements perturbateurs avec ou sans symptômes de trouble déficit de l'attention avec ou sans hyperactivité (TDAH) et des enfants d'un groupe contrôle. Les résultats indiquent que les enfants ayant des comportements perturbateurs sans symptômes de TDAH et les enfants ayant des comportements perturbateurs avec symptômes de TDAH présentent une faiblesse au plan de l'inhibition. Cependant, seulement les enfants ayant des comportements perturbateurs avec symptômes de TDAH ont montré une faiblesse au plan de la mémoire de travail, lorsque comparés à leur pairs normatifs. Pour conclure, la discussion générale porte sur les résultats des deux articles empiriques de la thèse selon les interprétations qui peuvent en être tirées et des implications théoriques et cliniques qui sont susceptibles d'en découler. Les différentes forces et limites inhérentes à cette recherche sont également abordées ainsi que des pistes de recherches futures. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Fonctions exécutives, inhibition, mémoire de travail, flexibilité, rendement scolaire, trouble déficit de l'attention avec/sans hyperactivité, troubles perturbateurs

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

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Le vieillissement cérébral normal est caractérisé par un déclin progressif de la capacité de traitement des informations en particulier dans le système de la mémoire de travail. Il apparaît donc essentiel d'explorer l'organisation corticale cérébrale sous-jacente au mécanisme de la mémoire de travail dont l'évaluation est rendu possible par l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf). Les objectifs de notre travail ont consisté à identifier, dans une large cohorte d'individus âgés en bonne santé, les réorganisations des réseaux neuronaux en relation avec (i) l'augmentation de la difficulté d'une tâche de mémoire de travail, (ii) l'âge des individus au cours de la tâche et (iii) la performance de la tâche pendant un état de repos. Trois cent quatre-vingt participants âgés (82 ans, 56% femmes) issus de la cohorte des Trois Cités de Montpellier ont été sélectionnés pour réaliser un examen d'IRMf comprenant une tâche de DIR (reconnaissance d'item en élément différé) et un état de repos. La tâche de DIR s'organisait en trois phases : (i) présentation – une, trois ou six lettres – (ii) rétention – écran blanc – et (iii) réponse – après la présentation d'une lettre cible, le participant indique si cette lettre cible faisait partie ou non de l'ensemble de départ. Dans une première partie, après avoir localisé les régions activées lors des trois phases de la tâche, nos analyses de covariance ont pu identifier, simultanément à la difficulté croissante de la tâche, une augmentation de l'activation dans les réseaux du central exécutif et de saillance pendant les trois phases de la tâche ainsi qu'une diminution dans le réseau du mode par défaut pendant la phase de stimulation et dans les régions limbiques et des ganglions de la base pendant la phase de rétention. Ces résultats suggèrent une interaction entre les réseaux d'augmentation et de diminution. Dans une deuxième partie, nous avons exploré l'effet de l'âge sur l'augmentation de l'activité simultanément avec la difficulté croissante de la tâche. Pendant la phase de stimulation, une réduction de l'activation dans le lobule pariétal gauche a été identifiée chez les individus très âgés par rapport aux individus âgés jeunes suggérant la mise en jeu d'un décalage antéro-postérieur lorsque l'âge augmente. Dans une troisième partie, les réseaux impliqués dans la mémoire de travail (central exécutif, saillance et mode par défaut) ont été mis en évidence pendant l'état de repos. Notre travail a montré que la connectivité fonctionnelle et la performance sont corrélées par : (i) une réduction au sein des réseaux de saillance et du mode par défaut suggérant une altération des processus mémoriels et attentionnels et (ii) une augmentation au sein du réseau du central exécutif évoquant l'implication d'un processus compensatoire. L'ensemble de ces résultats indiquent la présence de réorganisations cérébrales des réseaux neuronaux (saillance, central exécutif et mode par défaut) sous-tendant la mémoire de travail au cours du vieillissement cérébral normal. / Normal brain aging is characterized by a progressive decline in information processing ability in particular in the system of working memory. Therefore, it is essential to examine neural substrates underlying the working memory system which can be assessed by functional magnetic resonance imaging (fMRI). The aim of our work is to explore, in a large cohort of healthy elderly individuals, reorganizations in the networks in relation to (i) increase task load during a DIR (delayed item recognition) task, (ii) age during increase DIR task load and (iii) the performance in the DIR task during a resting state. Three hundred and eighty elderly participants (82 years, 56% women) from the Three-City cohort in Montpellier have been selected to perform an fMRI exam including a DIR task and a resting state. DIR task consisted of three phases: (i) stimulation – presentation of one, three or six letters - (ii) retention - blank screen to hold the stimulus items in mind - and (iii) probe - after the presentation of a target letter, the participant indicates whether or not this probe matched a letter in the study array. In the first work, using a covariance analysis, we observed, when the difficulty of the DIR task increases, simultaneously increased activation in salience and central executive networks during three phases separately of the DIR task and decreased activation in DMN during stimulation phase and in limbic regions and deep grey nuclei during retention phase. It may be hypothesized that salience and central executive networks interact in a complex way with DMN and limbic regions and deep grey nuclei. In the second work, age effects on load-dependent increases activations of the task were explored. Reduced activation in the left parietal lobe was identified in very old individuals compared to young old individuals during the stimulation phase suggesting an involvement of posterior–anterior shift with increasing age. In the third work, networks implicated in working memory (central executive, salience and the default mode networks) were highlighted by independent component analysis during the resting state. Our findings have confirmed that the functional connectivity and performance are related by: (i) a decreased in the both salience and the default mode networks and (ii) an increased in the central executive network. We can suggest that the decreased functional connectivity within the salience and the default mode networks could be due attentional and memory processes alterations and/or altered motivation. The increased functional connectivity within the central executive network could be related to compensatory mechanisms meanwhile elders would perform more poorly. All of these studies indicate that brain reorganizations of neural networks (salience, central executive and default mode) underlying working memory in normal brain aging.

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