Ce travail de thèse explore la mémoire de stimuli émotionnels au cours de quatre études en adoptant une approche pluridisciplinaire chez l’enfant sain et consécutivement à une chirurgie de l’épilepsie du lobe temporal (ELT). Nos objectifs étaient (1) de comparer l’influence des émotions sur la mémoire verbale et non verbale au cours du développement sain et en cas d’ELT, (2) de décrire les bases cérébrales des processus de la mémoire de visages exprimant la peur au cours du développement au moyen de l’IRMf, (3) de s’intéresser à l'impact de l’ELT droit sur ce réseau (4) d’illustrer l’impact d’une chirurgie de l’ELT droite sur la mémoire émotionnelle et les caractéristiques cognitivo-émotionnelles en phase pré- puis post-opératoire. Nos résultats montrent que La reconnaissance mnésique de stimuli émotionnels est perturbée chez les jeunes patients présentant un dysfonctionnement du LTM, sauf pour les visages exprimant la peur. Chez les sujets sains, l’activation de l’amygdale basolatérale qui se met en place au moment de l’adolescence, serait notamment la signature cérébrale du phénomène de modulation émotionnelle des souvenirs associée à la recollection, et la maturation fonctionnelle des structures de la mémoire au sein du lobe temporal médian (LTM) suivrait un gradient caudo-rostral. Des capacités de réorganisation controlatérale sont néanmoins observées chez les patients avec ELT droite, au niveau de l’amygdale et des structures mnésiques du LTM, avec une sur-compensation au niveau du cortex parahippocampique. Ces adaptations permettraient de soutenir la mémoire de visage exprimant la peur sur la base d’un sentiment de familiarité, notamment après le contrôle des crises. Ce travail de thèse a permis de mettre en évidence des résultats novateurs à propos de l’implication du LTM du développement du lien entre mémoire et émotion. / In this multidisciplinary work, four studies were conducted to examine the memory for emotional stimuli in healthy children and post-surgery for temporal lobe epilepsy (TLE). The aims were (1) to compare emotional influences on memory for faces and words in healthy and TLE children, (2) to explore age-related neural networks of fear faces memory with fMRI, (3) to elicit the effect of childhood right-TLE on these developing networks and (4) to illustrate the impact of right-TLE surgery on emotional memory and cognitive-emotional features in a pre- vs. post-surgery case study. Our results show that patients suffering from a MTL dysfunction are impaired in emotional memory, except for fear faces. In heathly participants, emotional modulation of recollected memories is associated with an activation of basolateral amygdala in adolescents and that functional maturation through the mesial temporal lobe (MTL) is characterized by a caudo-rostral gradient. In right-TLE patients, controlateral recovery abilities are nonetheless observed, in amygdala and memory structures in MTL, with an over-activation in parahippocampal cortex. This reorganization would allow sustaining memory for fear faces supported with familiarity process. This thesis highlights new results about MTL involvement in memory-emotions interactions during development.

La schizophrénie est une psychopathologie largement hétérogène caractérisée entre autres par d’importantes défaillances dans le fonctionnement cognitif et émotionnel. En effet, par rapport à la population générale, forte proportion de ces individus présentent une mémoire déficitaire pour les événements émotionnels. À ce jour, le peu d’études qui se sont penchées sur la mémoire émotionnelle épisodique dans la schizophrénie, ont uniquement mis l’emphase sur l'effet de la valence des stimuli (c’est-à-dire le caractère agréable ou désagréable du stimulus). Toutefois, aucune n’a investigué spécifiquement l’intensité de la réaction aux stimuli (c’est-à-dire une faible par rapport à une forte réaction) malgré quantité de preuves faisant montre, dans la population générale, de différents processus de mémoire émotionnelle pour des stimuli suscitant une forte réaction par rapport à ceux évoquant une faible réponse. Ce manque est d’autant plus flagrant étant donné le nombre d’études ayant rapporté un traitement et un encodage atypiques des émotions spécifiquement au niveau de l’intensité de la réponse subjective chez des patients atteints de schizophrénie. Autre fait important, il est étonnant de constater l’absence de recherches sur les différences de sexe dans la mémoire émotionnelle étant donné l’ensemble des divergences entre hommes et femmes atteints de schizophrénie au niveau de la prévalence, de l’âge de diagnostic, de la manifestation clinique, de l’évolution de la maladie, de la réponse au traitement et des structures cérébrales. Pour pallier à ces lacunes, ce mémoire a évalué : (1) l’effet de la valence des stimuli et de l'intensité de la réaction émotionnelle au niveau des fonctions cérébrales correspondant à la mémoire émotionnelle chez des patients atteints de schizophrénie comparativement à des participants sains; et (2) les possibles différences de sexe dans les processus cérébraux impliqués dans la mémoire émotionnelle chez des patients atteints de schizophrénie par rapport à des volontaires sains. Ainsi, la première étude a comparé les activations cérébrales de patients atteints de schizophrénie par rapport à des participants sains au cours d’une tâche de mémoire émotionnelle dont les stimuli variaient à la fois au niveau de la valence et de l'intensité de la réaction subjective. 37 patients atteints de schizophrénie ainsi que 37 participants en bonne santé ont effectué cette tâche de mémoire émotionnelle lors d’une session d’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf). Pour toutes les conditions étudiées (images négatives, positives, de faible et de forte intensité), le groupe atteint de schizophrénie a performé significativement moins bien que les volontaires sains. Comparativement aux sujets sains, ils ont montré moins d’activations cérébrales dans les régions limbiques et préfrontales lors de la reconnaissance des images négatives, mais ont présenté un patron d'activations similaire à celui des participants sains lors de la reconnaissance des images chargées positivement (activations observées dans le cervelet, le cortex temporal et préfrontal). Enfin, indépendamment de la valence des stimuli, les deux groupes ont démontré une augmentation des activations cérébrales pour les images de forte intensité par rapport à celles de plus faible intensité. La seconde étude a quant à elle exploré les différences de sexe potentielles au niveau des activations cérébrales associées à la mémoire émotionnelle dans la schizophrénie et dans la population en général. Nous avons comparé 41 patients atteints de schizophrénie (20 femmes) à 41 participants en bonne santé (19 femmes) alors qu’ils effectuaient la même tâche de mémoire émotionnelle mentionnée plus haut. Or, pour cette étude, nous nous sommes concentrés sur les conditions suivantes : la reconnaissance d’images positives, négatives et neutres. Nous n'avons pas observé de différences entre les hommes et les femmes au niveau des performances à la tâche de mémoire pour aucune des conditions. En ce qui a trait aux données de neuroimagerie, comparativement aux femmes en bonne santé, celles atteintes de schizophrénie ont montré une diminution des activations cérébrales dans les régions corticales du système limbique (p. ex. cortex cingulaire moyen) et dans les régions sous-corticales (p. ex. amygdale) lors de la reconnaissance d'images négatives. Pour ce qui est de la condition positive, elles ont présenté, comparativement au groupe de femmes saines, des diminutions d’activations spécifiquement dans le cervelet ainsi que dans le gyrus frontal inférieur et moyen. Les hommes atteints de schizophrénie, eux, ont montré une augmentation d’activations par rapport aux hommes sains dans le gyrus préfrontal médian lors de la reconnaissance des stimuli négatifs ; ainsi que dans les régions pariétales, temporales et limbiques lors de la reconnaissance des stimuli positifs. Dans un autre ordre d’idées, notre analyse corrélationnelle a mis en évidence, chez les femmes, un lien significatif entre l’activité cérébrale et les symptômes au cours de la mémoire des stimuli positifs, alors que chez les hommes atteints schizophrénie, ce lien a été observé au cours de la mémoire des stimuli négatifs. Bref, l’ensemble de nos résultats suggère, chez les patients atteints de schizophrénie, un fonctionnement cérébral atypique spécifiquement lors de la reconnaissance d’images négatives, mais un fonctionnement intact lors de la reconnaissance de stimuli positifs. De plus, nous avons mis en évidence la présence de différences de sexe dans les activations cérébrales associées à la mémoire épisodique émotionnelle soulignant ainsi l'importance d’étudier séparément les hommes et les femmes atteints de schizophrénie dans le cadre de recherches sur les plans cognitif et émotionnel. / Schizophrenia is characterized by prominent disturbances in cognitive and emotional functioning. For instance, individuals with schizophrenia are often impaired in their memory for emotional events compared to healthy subjects. To date, the limited research on emotional episodic memory in schizophrenia has focused on the effect of valence of affective stimuli (e.g., pleasant vs. unpleasant), while overall ignoring the effect of arousal (e.g., low vs. high) despite evidence of distinct emotional memory processes for high versus low arousing stimuli in the general population, as well as reports of abnormal processing of arousing stimuli in schizophrenia. What’s more, there has yet to be examination of sex differences in the behavioral and neural correlates of emotional memory in this complex psychiatric disorder, which is astonishing considering the substantial evidence of sex differences in almost all features of schizophrenia from prevalence, mean age at onset, clinical presentation, course of illness, response to treatment and brain structure. Accordingly, this thesis examined: (1) the effect of both affective valence and arousal intensity on the brain activations associated with emotional memory in patients with schizophrenia and in healthy control participants and (2) potential sex differences in brain function during emotional memory. The first study aimed to compare cerebral activations in patients with schizophrenia and healthy controls during memory retrieval of emotional images that varied in both valence and arousal. Using fMRI, 37 patients with schizophrenia (% male = 51; mean age =32.46) were compared to 37 healthy participants (% male = 51; mean age =31.81) while performing an emotional memory task. patients with schizophrenia performed worse than healthy controls in all experimental conditions. They showed less cerebral activations in limbic and prefrontal regions than controls during retrieval of negatively valenced stimuli, but had a similar pattern of brain activations to controls during retrieval of positively valenced stimuli (particularly in the high arousal condition) in the cerebellum, temporal and prefrontal cortex. Both groups demonstrated increased brain activations in the high relative to low arousing conditions. The second study explored potential sex differences in the brain activations associated with the recognition of emotional images in schizophrenia and healthy controls. 41 patients with schizophrenia (20 women) were compared to 41 healthy participants (19 women) while performing a yes/no recognition paradigm with positive, negative and neutral images in an fMRI scan. We did not observe sex differences in performance. Compared to healthy women, women with schizophrenia showed a decrease in brain activations in cortical (e.g. middle cingulate) and subcortical limbic structures (e.g. amygdala) during recognition of negative images and decreased activations during the positive condition in the cerebellar vermis, middle and inferior frontal gyrus. Men with schizophrenia had increased activations compared to healthy men in the medial prefrontal gyrus during recognition of negative stimuli and a substantial increase in brain activity during the recognition of positive pictures in parietal, temporal and limbic structures. Correlation analysis revealed significant relationships between brain function and symptoms during positive emotional memory in women and during negative emotional memory primarily in men. Taken as a whole, our results suggest atypical brain function during retrieval of negative pictures, but intact functional circuitry of positive affect during episodic memory retrieval in patients with schizophrenia compared to healthy subjects. Moreover, our findings revealed sex differences in the brain activations associated with emotional recognition memory in patients with schizophrenia; which further highlights the importance of investigating men and women with schizophrenia separately in the context of emotional and cognitive tasks.

Le but de cette thèse est d'étudier la neurobiologie du conditionnement de peur à l'odeur chez le rat adulte. Nous avons d'abord cherché si cet apprentissage s'accompagnait de plasticité dans les voies olfactives en enregistrant les potentiels évoqués par la stimulation électrique du bulbe olfactif dans l'amygdale et le cortex piriforme, avant et après apprentissage. Une facilitation synaptique entre le bulbe olfactif et l'amygdale et le cortex piriforme postérieur a été mise en évidence suite à l'apprentissage, suggérant un rôle de ces structures dans cette tâche. Nous avons ensuite étudié les conséquences du même conditionnement réalisé en période néonatale sur l'apprentissage adulte. Un déficit d'apprentissage à l'âge adulte corrélé à une absence d'activation de l'amygdale et du cortex piriforme postérieur lors de la séance d'acquisition (cartographie au 2-DG) a été observé. Cette étude souligne l'importance critique des expériences précoces sur la mémoire émotionnelle adulte.

La schizophrénie est une psychopathologie largement hétérogène caractérisée entre autres par d’importantes défaillances dans le fonctionnement cognitif et émotionnel. En effet, par rapport à la population générale, forte proportion de ces individus présentent une mémoire déficitaire pour les événements émotionnels. À ce jour, le peu d’études qui se sont penchées sur la mémoire émotionnelle épisodique dans la schizophrénie, ont uniquement mis l’emphase sur l'effet de la valence des stimuli (c’est-à-dire le caractère agréable ou désagréable du stimulus). Toutefois, aucune n’a investigué spécifiquement l’intensité de la réaction aux stimuli (c’est-à-dire une faible par rapport à une forte réaction) malgré quantité de preuves faisant montre, dans la population générale, de différents processus de mémoire émotionnelle pour des stimuli suscitant une forte réaction par rapport à ceux évoquant une faible réponse. Ce manque est d’autant plus flagrant étant donné le nombre d’études ayant rapporté un traitement et un encodage atypiques des émotions spécifiquement au niveau de l’intensité de la réponse subjective chez des patients atteints de schizophrénie. Autre fait important, il est étonnant de constater l’absence de recherches sur les différences de sexe dans la mémoire émotionnelle étant donné l’ensemble des divergences entre hommes et femmes atteints de schizophrénie au niveau de la prévalence, de l’âge de diagnostic, de la manifestation clinique, de l’évolution de la maladie, de la réponse au traitement et des structures cérébrales. Pour pallier à ces lacunes, ce mémoire a évalué : (1) l’effet de la valence des stimuli et de l'intensité de la réaction émotionnelle au niveau des fonctions cérébrales correspondant à la mémoire émotionnelle chez des patients atteints de schizophrénie comparativement à des participants sains; et (2) les possibles différences de sexe dans les processus cérébraux impliqués dans la mémoire émotionnelle chez des patients atteints de schizophrénie par rapport à des volontaires sains. Ainsi, la première étude a comparé les activations cérébrales de patients atteints de schizophrénie par rapport à des participants sains au cours d’une tâche de mémoire émotionnelle dont les stimuli variaient à la fois au niveau de la valence et de l'intensité de la réaction subjective. 37 patients atteints de schizophrénie ainsi que 37 participants en bonne santé ont effectué cette tâche de mémoire émotionnelle lors d’une session d’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf). Pour toutes les conditions étudiées (images négatives, positives, de faible et de forte intensité), le groupe atteint de schizophrénie a performé significativement moins bien que les volontaires sains. Comparativement aux sujets sains, ils ont montré moins d’activations cérébrales dans les régions limbiques et préfrontales lors de la reconnaissance des images négatives, mais ont présenté un patron d'activations similaire à celui des participants sains lors de la reconnaissance des images chargées positivement (activations observées dans le cervelet, le cortex temporal et préfrontal). Enfin, indépendamment de la valence des stimuli, les deux groupes ont démontré une augmentation des activations cérébrales pour les images de forte intensité par rapport à celles de plus faible intensité. La seconde étude a quant à elle exploré les différences de sexe potentielles au niveau des activations cérébrales associées à la mémoire émotionnelle dans la schizophrénie et dans la population en général. Nous avons comparé 41 patients atteints de schizophrénie (20 femmes) à 41 participants en bonne santé (19 femmes) alors qu’ils effectuaient la même tâche de mémoire émotionnelle mentionnée plus haut. Or, pour cette étude, nous nous sommes concentrés sur les conditions suivantes : la reconnaissance d’images positives, négatives et neutres. Nous n'avons pas observé de différences entre les hommes et les femmes au niveau des performances à la tâche de mémoire pour aucune des conditions. En ce qui a trait aux données de neuroimagerie, comparativement aux femmes en bonne santé, celles atteintes de schizophrénie ont montré une diminution des activations cérébrales dans les régions corticales du système limbique (p. ex. cortex cingulaire moyen) et dans les régions sous-corticales (p. ex. amygdale) lors de la reconnaissance d'images négatives. Pour ce qui est de la condition positive, elles ont présenté, comparativement au groupe de femmes saines, des diminutions d’activations spécifiquement dans le cervelet ainsi que dans le gyrus frontal inférieur et moyen. Les hommes atteints de schizophrénie, eux, ont montré une augmentation d’activations par rapport aux hommes sains dans le gyrus préfrontal médian lors de la reconnaissance des stimuli négatifs ; ainsi que dans les régions pariétales, temporales et limbiques lors de la reconnaissance des stimuli positifs. Dans un autre ordre d’idées, notre analyse corrélationnelle a mis en évidence, chez les femmes, un lien significatif entre l’activité cérébrale et les symptômes au cours de la mémoire des stimuli positifs, alors que chez les hommes atteints schizophrénie, ce lien a été observé au cours de la mémoire des stimuli négatifs. Bref, l’ensemble de nos résultats suggère, chez les patients atteints de schizophrénie, un fonctionnement cérébral atypique spécifiquement lors de la reconnaissance d’images négatives, mais un fonctionnement intact lors de la reconnaissance de stimuli positifs. De plus, nous avons mis en évidence la présence de différences de sexe dans les activations cérébrales associées à la mémoire épisodique émotionnelle soulignant ainsi l'importance d’étudier séparément les hommes et les femmes atteints de schizophrénie dans le cadre de recherches sur les plans cognitif et émotionnel. / Schizophrenia is characterized by prominent disturbances in cognitive and emotional functioning. For instance, individuals with schizophrenia are often impaired in their memory for emotional events compared to healthy subjects. To date, the limited research on emotional episodic memory in schizophrenia has focused on the effect of valence of affective stimuli (e.g., pleasant vs. unpleasant), while overall ignoring the effect of arousal (e.g., low vs. high) despite evidence of distinct emotional memory processes for high versus low arousing stimuli in the general population, as well as reports of abnormal processing of arousing stimuli in schizophrenia. What’s more, there has yet to be examination of sex differences in the behavioral and neural correlates of emotional memory in this complex psychiatric disorder, which is astonishing considering the substantial evidence of sex differences in almost all features of schizophrenia from prevalence, mean age at onset, clinical presentation, course of illness, response to treatment and brain structure. Accordingly, this thesis examined: (1) the effect of both affective valence and arousal intensity on the brain activations associated with emotional memory in patients with schizophrenia and in healthy control participants and (2) potential sex differences in brain function during emotional memory. The first study aimed to compare cerebral activations in patients with schizophrenia and healthy controls during memory retrieval of emotional images that varied in both valence and arousal. Using fMRI, 37 patients with schizophrenia (% male = 51; mean age =32.46) were compared to 37 healthy participants (% male = 51; mean age =31.81) while performing an emotional memory task. patients with schizophrenia performed worse than healthy controls in all experimental conditions. They showed less cerebral activations in limbic and prefrontal regions than controls during retrieval of negatively valenced stimuli, but had a similar pattern of brain activations to controls during retrieval of positively valenced stimuli (particularly in the high arousal condition) in the cerebellum, temporal and prefrontal cortex. Both groups demonstrated increased brain activations in the high relative to low arousing conditions. The second study explored potential sex differences in the brain activations associated with the recognition of emotional images in schizophrenia and healthy controls. 41 patients with schizophrenia (20 women) were compared to 41 healthy participants (19 women) while performing a yes/no recognition paradigm with positive, negative and neutral images in an fMRI scan. We did not observe sex differences in performance. Compared to healthy women, women with schizophrenia showed a decrease in brain activations in cortical (e.g. middle cingulate) and subcortical limbic structures (e.g. amygdala) during recognition of negative images and decreased activations during the positive condition in the cerebellar vermis, middle and inferior frontal gyrus. Men with schizophrenia had increased activations compared to healthy men in the medial prefrontal gyrus during recognition of negative stimuli and a substantial increase in brain activity during the recognition of positive pictures in parietal, temporal and limbic structures. Correlation analysis revealed significant relationships between brain function and symptoms during positive emotional memory in women and during negative emotional memory primarily in men. Taken as a whole, our results suggest atypical brain function during retrieval of negative pictures, but intact functional circuitry of positive affect during episodic memory retrieval in patients with schizophrenia compared to healthy subjects. Moreover, our findings revealed sex differences in the brain activations associated with emotional recognition memory in patients with schizophrenia; which further highlights the importance of investigating men and women with schizophrenia separately in the context of emotional and cognitive tasks.

La littérature suggère que le sommeil paradoxal joue un rôle dans l'intégration associative de la mémoire émotionnelle. De plus, les rêves en sommeil paradoxal, en particulier leur nature bizarre et émotionnelle, semblent refléter cette fonction associative et émotionnelle du sommeil paradoxal. La conséquence des cauchemars fréquents sur ce processus est inconnue, bien que le réveil provoqué par un cauchemar semble interférer avec les fonctions du sommeil paradoxal. Le premier objectif de cette thèse était de reproduire conceptuellement des recherches antérieures démontrant que le sommeil paradoxal permet un accès hyper-associatif à la mémoire. L'utilisation d'une sieste diurne nous a permis d'évaluer les effets du sommeil paradoxal, comparativement au sommeil lent et à l’éveil, sur la performance des participants à une tâche sémantique mesurant « associational breadth » (AB). Les résultats ont montré que seuls les sujets réveillés en sommeil paradoxal ont répondu avec des associations atypiques, ce qui suggère que le sommeil paradoxal est spécifique dans sa capacité à intégrer les traces de la mémoire émotionnelle (article 1). En outre, les rapports de rêve en sommeil paradoxal étaient plus bizarres que ceux en sommeil lent, et plus intenses émotionnellement ; ces attributs semblent refléter la nature associative et émotionnelle du sommeil paradoxal (article 2). Le deuxième objectif de la thèse était de préciser si et comment le traitement de la mémoire émotionnelle en sommeil paradoxal est altéré dans le Trouble de cauchemars fréquents (NM). En utilisant le même protocole, nos résultats ont montré que les participants NM avaient des résultats plus élevés avant une sieste, ce qui correspond aux observations antérieures voulant que les personnes souffrant de cauchemars soient plus créatives. Après le sommeil paradoxal, les deux groupes, NM et CTL, ont montré des changements similaires dans leur accès associatif, avec des résultats AB-négatif plus bas et AB-positif plus grands. Une semaine plus tard, seul les participants NM a maintenu ce changement dans leur réseau sémantique (article 3). Ces résultats suggèrent qu’au fil du temps, les cauchemars peuvent interférer avec l'intégration de la mémoire émotionnelle pendant le sommeil paradoxal. En ce qui concerne l'imagerie, les participants NM avaient plus de bizarrerie et plus d’émotion positive, mais pas négative, dans leurs rêveries (article 4). Ces attributs intensifiés suggèrent à nouveau que les participants NM sont plus imaginatifs et créatifs à l’éveil. Dans l'ensemble, les résultats confirment le rôle du sommeil paradoxal dans l'intégration associative de la mémoire émotionnelle. Cependant, nos résultats concernant le Trouble de cauchemars ne sont pas entièrement en accord avec les théories suggérant que les cauchemars sont dysfonctionnels. Le groupe NM a montré plus d’associativité émotionnelle, de même que plus d'imagerie positive et bizarre à l’éveil. Nous proposons donc une nouvelle théorie de sensibilité environnementale associée au Trouble de cauchemar, suggérant qu'une sensibilité accrue à une gamme de contextes environnementaux sous-tendrait les symptômes uniques et la richesse imaginative observés chez les personnes souffrant de cauchemars fréquents. Bien que davantage de recherches doivent être faites, il est possible que ces personnes puissent bénéficier e milieux favorables, et qu’elles puissent avoir un avantage adaptatif à l'égard de l'expression créative, ce qui est particulièrement pertinent lorsque l'on considère leur pronostic et les différents types de traitements. / Existing literature suggests that REM sleep plays a role in the associative integration of emotional memory, and that attributes of dreams during REM sleep, particularly their bizarre and emotional nature, either reflect or even influence this associative and emotional function. The consequence of frequent nightmares on this process is unknown, although, the experience of a nightmare suggests an associative restriction imposed by intense negative emotion, consistent with research showing that negative affect tends to restrict cognitive flexibility in wake. This is consistent with existing theories of nightmare function, largely purporting that nightmares reflect temporary failures in emotion regulation. The first objective of the thesis was to conceptually replicate prior research portraying REM sleep as enabling increased associative access to emotional memory. The use of a daytime nap allowed us to assess the effects of REM sleep, compared to both NREM sleep and waking, on participant performance on a novel task measuring Associational Breadth (AB). Results showed that only those subjects awakened from REM sleep responded with atypical emotional word associations, suggesting that REM is specific in its capacity to broadly integrate emotional memory traces (article 1). Further, REM dream reports were more bizarre than both NREM dreams and waking daydreams, and more emotionally intense than NREM dreams; these attributes are thought to reflect the hyper-associative and emotional nature of REM sleep (article 2). The second objective was to clarify whether and how REM sleep-dependent emotional memory processing is altered in frequent nightmares sufferers. Using a similar nap protocol, our results showed that NM participants had higher baseline AB in response to emotional cue-words, contrary to predictions, but nonetheless corresponding with anecdotal reports of heightened creativity. Following REM sleep, both NM and CTL groups showed similar changes in associative access to emotional cue-words, with negative AB being restricted and positive AB being broadened; one week later, the NM group alone maintained this altered pattern of emotional semantic access (article 3). This finding suggests that, over time, nightmares may interfere with REM sleep-dependent emotional memory integration. Regarding imagery, the NM participants had heightened bizarreness, and positive, but not negative, imagery in their daydreams, but not their dreams (article 4), mirroring our AB finding that the NM group had significantly higher emotional associativity in wake, although patterns of associativity following a REM sleep nap did not differ between groups. Overall, findings support a role of REM sleep in the associative integration of emotional memory. However, our findings regarding nightmare sufferers are not entirely consistent with views that nightmares are associated with dysfunctional emotional memory processing. Although they did show a prolonged priming effect suggestive of inadequate emotion regulation, they also showed heightened semantic associativity and vivid positive imagery in wake. We therefore propose a novel Environmental Sensitivity framework for the study of nightmare sufferers, claiming that an increased sensitivity to a range of environmental contexts, not only negative contexts, underlies the unique symptoms and imaginative richness seen in frequent nightmare sufferers. Although further empirical research exploring potentially adaptive traits or sensitivity to positive contexts in nightmare sufferers is needed, the possibility that these individuals may benefit especially from supportive environments, and may have heightened creativity and semantic associativity, is particularly relevant when considering prognosis and treatment approaches.

La plasticité synaptique est une propriété indispensable à l’acquisition de la mémoire chez toutes les espèces étudiées, des invertébrés aux primates. La formation d’une mémoire débute par une phase de plasticité qui inclut une restructuration synaptique ; ensuite elle se poursuit par la consolidation de ces modifications, contribuant à la mémoire à long terme. Certaines mémoires redeviennent malléables lorsqu’elles sont rappelées. La trace mnésique entre alors dans une nouvelle de phase de plasticité, au cours de laquelle certaines composantes de la mémoire peuvent être mises à jour, puis reconsolidées. L’objectif de la présente thèse est d’étudier les mécanismes cellulaires et moléculaires qui sont activés lors du rappel d’une mémoire. Nous avons utilisé un modèle de conditionnement Pavlovien, combiné à l’administration d’agents pharmacologiques et à l’analyse quantitative de marqueurs de plasticité synaptique, afin d’étudier la dynamique de la mémoire de peur auditive chez des rats Sprague Dawley. La circuiterie neuronale et les mécanismes associatifs impliqués dans la neurobiologie de cette mémoire sont bien caractérisés, en particulier le rôle des récepteurs glutamatergiques de type NMDA et AMPA dans la plasticité synaptique et la consolidation. Nos résultats démontrent que le retour de la trace mnésique à un état de labilité nécessite l’activation des récepteurs NMDA dans l’amygdale baso-latérale à l’instant même du rappel, alors que les récepteurs AMPA sont requis pour l’expression comportementale de la réponse de peur conditionnée. D’autre part, les résultats identifient le rappel comme une phase bien plus dynamique que présumée, et suggèrent que l’expression de la peur conditionnée mette en jeu la régulation du trafic des récepteurs AMPA par les récepteurs NMDA. Le présent travail espère contribuer à la compréhension de la neurobiologie fondamentale de la mémoire. De plus, il propose une intégration des résultats aux modèles animaux d’étude des troubles psychologiques conséquents aux mémoires traumatiques chez l’humain, tels que les phobies et les syndromes de stress post-traumatiques. / Synaptic plasticity is necessary for the acquisition of memory in all studied species, from invertebrates to primates. Memory formation starts with a phase of plasticity that entails synaptic remodeling ; then follows the consolidation of these modifications, which contributes to long-term memory. Some memories return to a malleable state upon retrieval. Consequently, the memory trace enters a new phase of plasticity, during which some memory components are eventually updated, then reconsolidated. The aim of the present thesis was to study the cellular and molecular mechanisms that are engaged during memory retrieval. We used a model of Pavlovian conditioning in Sprague Dawley rats, combined to pharmacological manipulations and quantitative analysis of synaptic plasticity markers, in order to study the dynamics of auditory fear memory. The neuronal circuitry and the associative mechanisms involved in the neurobiology of this memory are well characterized, in particular the role of NMDA and AMPA glutamatergic receptors in synaptic plasticity and consolidation. Our results show that the return of the memory trace to lability requires activation of NMDA receptors in the basolateral amygdala during retrieval, whereas AMPA receptors are necessary for the behavioral expression of the conditioned fear response. Furthermore, the data identify retrieval as being much more dynamic than recognized, and suggest that conditioned fear expression involves NMDA receptor-dependent regulation of AMPA receptors’ trafficking. The present work attempts to advance our understanding of the fundamental neurobiology of memory. In addition, it offers an integrative view of the data with regards to animal modeling of human clinical issues related to traumatic memories, like phobias and post-traumatic stress disorders.

La plasticité synaptique est une propriété indispensable à l’acquisition de la mémoire chez toutes les espèces étudiées, des invertébrés aux primates. La formation d’une mémoire débute par une phase de plasticité qui inclut une restructuration synaptique ; ensuite elle se poursuit par la consolidation de ces modifications, contribuant à la mémoire à long terme. Certaines mémoires redeviennent malléables lorsqu’elles sont rappelées. La trace mnésique entre alors dans une nouvelle de phase de plasticité, au cours de laquelle certaines composantes de la mémoire peuvent être mises à jour, puis reconsolidées. L’objectif de la présente thèse est d’étudier les mécanismes cellulaires et moléculaires qui sont activés lors du rappel d’une mémoire. Nous avons utilisé un modèle de conditionnement Pavlovien, combiné à l’administration d’agents pharmacologiques et à l’analyse quantitative de marqueurs de plasticité synaptique, afin d’étudier la dynamique de la mémoire de peur auditive chez des rats Sprague Dawley. La circuiterie neuronale et les mécanismes associatifs impliqués dans la neurobiologie de cette mémoire sont bien caractérisés, en particulier le rôle des récepteurs glutamatergiques de type NMDA et AMPA dans la plasticité synaptique et la consolidation. Nos résultats démontrent que le retour de la trace mnésique à un état de labilité nécessite l’activation des récepteurs NMDA dans l’amygdale baso-latérale à l’instant même du rappel, alors que les récepteurs AMPA sont requis pour l’expression comportementale de la réponse de peur conditionnée. D’autre part, les résultats identifient le rappel comme une phase bien plus dynamique que présumée, et suggèrent que l’expression de la peur conditionnée mette en jeu la régulation du trafic des récepteurs AMPA par les récepteurs NMDA. Le présent travail espère contribuer à la compréhension de la neurobiologie fondamentale de la mémoire. De plus, il propose une intégration des résultats aux modèles animaux d’étude des troubles psychologiques conséquents aux mémoires traumatiques chez l’humain, tels que les phobies et les syndromes de stress post-traumatiques. / Synaptic plasticity is necessary for the acquisition of memory in all studied species, from invertebrates to primates. Memory formation starts with a phase of plasticity that entails synaptic remodeling ; then follows the consolidation of these modifications, which contributes to long-term memory. Some memories return to a malleable state upon retrieval. Consequently, the memory trace enters a new phase of plasticity, during which some memory components are eventually updated, then reconsolidated. The aim of the present thesis was to study the cellular and molecular mechanisms that are engaged during memory retrieval. We used a model of Pavlovian conditioning in Sprague Dawley rats, combined to pharmacological manipulations and quantitative analysis of synaptic plasticity markers, in order to study the dynamics of auditory fear memory. The neuronal circuitry and the associative mechanisms involved in the neurobiology of this memory are well characterized, in particular the role of NMDA and AMPA glutamatergic receptors in synaptic plasticity and consolidation. Our results show that the return of the memory trace to lability requires activation of NMDA receptors in the basolateral amygdala during retrieval, whereas AMPA receptors are necessary for the behavioral expression of the conditioned fear response. Furthermore, the data identify retrieval as being much more dynamic than recognized, and suggest that conditioned fear expression involves NMDA receptor-dependent regulation of AMPA receptors’ trafficking. The present work attempts to advance our understanding of the fundamental neurobiology of memory. In addition, it offers an integrative view of the data with regards to animal modeling of human clinical issues related to traumatic memories, like phobias and post-traumatic stress disorders.