Des études antérieures en double tâche ont démontré que la production temporelle augmente en fonction de la complexité de la tâche principale. Le but de la présente étude est de permettre l'identification des activités cognitives qui interfèrent avec l'estimation temporelle. L'expérience se compose d'une situation contrôle de prospection visuelle et d'une situation expérimentale de double tâche où le sujet doit, à la fois, faire une prospection visuelle et produire un intervalle temporel de 3 secondes. Les résultats en double tâche ne présentent pas de variations significatives de la production, en fonction de la difficulté de la tâche non temporelle. De tels résultats permettent de conclure au partage d'un réservoir spécifique de ressources attentionnelles, la mémoire de travail, plutôt qu'à celui d'un bassin de ressources à capacité générale et limitée.

L’entrainement cognitif représente une avenue intéressante pour améliorer les habiletés cognitives chez des personnes de différents âges. Alors que le but ultime de l’entrainement cognitif est de transférer les acquis à des processus cognitifs différents de ceux entrainés, un tel transfert est rarement rapporté dans les écrits scientifiques. En fait, les recensions des écrits indiquent que l’efficacité de l’entrainement cognitif semble spécifique à la tâche entrainée et que des recherches supplémentaires s’avèrent nécessaires pour mieux comprendre ce qui pourrait contribuer à produire un transfert distal. La présente thèse cherche à mieux comprendre les facteurs qui contribuent à l’efficacité de l’entrainement cognitif en s’intéressant à la fois au contenu du programme d’entrainement qu’à la forme que prend cet entrainement. Ainsi, la thèse s’intéresse, dans un premier temps, à la nature du processus cognitif entrainé et, dans un deuxième temps, à la ludification de l’entrainement. Une première étude s’intéresse au processus de suppression de distracteurs et vise à déterminer si un transfert distal peut résulter d’un entrainement de deux mécanismes de suppression des distracteurs, la sélection perceptive et le contrôle de l’attention. Les résultats montrent que seul un entrainement adaptatif sollicitant ces deux mécanismes favorise un transfert sur des tâches de mémoire de travail. Le but de la deuxième étude est d’isoler le rôle des éléments de jeu afin de cibler leur apport dans l’entrainement cognitif. Cette deuxième expérience teste l’hypothèse selon laquelle l’utilisation d’un système de pointage et/ou d’un tableau de compétition permettrait d’augmenter le niveau d’engagement dans le programme d’entrainement ainsi que de favoriser le transfert distal. Bien que les résultats infirment cette hypothèse, la présence de ces éléments de jeu semble néanmoins être associée à un taux d’attrition plus faible. Ces expériences appuient l’idée selon laquelle le processus cognitif entrainé et le contexte dans lequel l’entrainement est présenté ont chacun un rôle important dans l’effet de transfert distal. La thèse offre un nouveau paradigme d’entrainement qui semble efficace pour produire un transfert distal à la communauté scientifique et met en lumière l’intérêt d’exploiter les éléments de jeu comme facteur de maintien dans la répétition d’une tâche monotone. Les résultats de la thèse portent à croire que l’entrainement peut être utilisé afin de pallier des déficits cognitifs présents chez certaines populations vulnérables. / Cognitive training represents an interesting avenue to improve cognitive skills in people of different ages. While the ultimate goal of cognitive training is to transfer knowledge to cognitive processes different from those being trained, such transfer is rarely reported in the scientific literature. In fact, literature reviews indicate that the effectiveness of cognitive training appears to be specific to the training task and that further research is needed to better understand what might contribute to producing far transfer. The present thesis seeks to better understand the factors that contribute to the effectiveness of cognitive training by looking at both the content of the training program and the form that training takes. The thesis focuses firstly on the nature of the cognitive process solicited in the training program and, secondly, on training gamification. A first study concentrates on the process of distractor suppression and examines the impact of training perceptual selection and cognitive control—two distractor suppression mechanisms—on far transfer. The results show that only adaptive training based on these two mechanisms promotes transfer to working memory tasks. The aim of the second study is to isolate the role of game elements in order to target their contribution to cognitive training. This second experiment tests the hypothesis that the use of a scoring system and/or a leaderboard would increase the level of engagement in the training program and promote far transfer. Although the results refute this hypothesis, the presence of these game elements seems nonetheless to be associated with lower attrition rates. These experiments support the idea that the cognitive process being trained and the context in which training is presented each play an important role in the far transfer effect. The thesis offers a new training paradigm that appears to be effective in producing far transfer to the scientific community and highlights the value of exploiting the game elements as a maintenance factor in the repetition of a monotonous task. The thesis envisions an encouraging future where cognitive training could be used to compensate for cognitive deficits present in certain vulnerable populations.

La vigilance est définie comme la capacité à détecter, pendant une longue période de temps, des signaux rares et irréguliers. On appelle effet de vigilance la détérioration de la performance en fonction de la durée de vigilance. L'interprétation cognitive considère la performance comme dépendante de la détérioration de l'efficacité du processus cognitifs. La présente étude tente d'identifier le rôle de la mémoire à court terme dans l'effet de vigilance. Trente et un sujets ont eu à discriminer la durée court/longue des stimuli visuels durant une heure. La détérioration de la mémoire à court terme a été mesurée en comparant le rendement avant et après la période de vigilance à deux tâches: la tâche de Bakan et la tâche de fréquence critique de fusion. Les résultats n'ont pas permis d'appuyer les interprétations cognitives de la vigilance. L'effet de vigilance serait spécifique à une tâche donnée.

Vingt-quatre sujets ont réalisé une tâche de rappel sériel immédiat. Le rythme de présentation (2 items / 3160 ms ou 2 items / 5160 ms) ainsi que le degré de similarité vocale sont les facteurs à l’étude. Afin de manipuler la similarité vocale, les items d'une liste sont présentés soit par des voix différentes (voix multiples) ou dans une seule et même voix (voix unique). Les résultats démontrent un avantage des listes à voix multiples et une détérioration de la performance avec l’augmentation du rythme de présentation. Ce patron de résultats soutient les prédictions dérivées du modèle de Nairne (1988,1990) et est cohérent avec les données de Goldinger et al. (1991) montrant une diminution de la performance avec l’augmentation du rythme de présentation.

Les compétences auditives musicales développées, en partie, pendant les cours de formation auditive (FA),sont essentielles à la formation des musiciens afin d'accroître l'écoute intérieure (Rogers, 1984). Plusieurs auteurs s'accordent sur l'importance d'un bon développement de l'oreille comme base de tout progrès et activité musicale, telles que l'écoute et l'interprétation (Elliot 1993; Hallam et Bautista, 2012; Karpinski, 2000; King et Brook, 2016; Lake, 1993; Langer; 1953; McPherson, Bailey et Sinclair, 1997; Rogers, 1984; Rogers 2013; Upitis, Abrami, Varela, 2016). La transcription d'une dictée musicale étant l'un des moyens les plus utilisés pour développer l'écoute intérieure s'avère un défi pour de nombreux étudiants en difficulté (Cruz de Menezes, 2010;Hedges, 1999; Hoppe, 1991). Malgré l'importance de cette tâche, les processus sous-jacents à leur résolution ne sont pas encore bien compris, en particulier ceux reliés à la dictée de basse chiffrée. Cela pose un défi constant aux enseignants. Une meilleure compréhension des processus mentaux des apprenants engagés lors des tâches de dictée de basse chiffrée et de la façon dont les élèves les déploient pourrait apporter des solutions aux enseignants. De tels connaissances pourraient indiquer les approches pédagogiques à privilégier et les stratégies s'avérant efficaces pour aider les élèves à surmonter leurs difficultés. Afin de combler les lacunes dans ce domaine, cette recherche a été élaborée pour atteindre six objectifs principaux: a) énumérer les stratégies utilisées par les étudiants au début de leur formation universitaire; b) catégoriser les stratégies; c)identifier les stratégies les plus utilisées et les plus efficaces; d) analyser d'autres facteurs cognitifs qui peuvent influencer l'utilisation des stratégies, tels que la capacité de mémoire de travail auditive musicale et non musicale; e) analyser l'incidence de l'utilisation des stratégies et d'autres variables sur le degré de performance des dictées; f) vérifier si les stratégies et les résultats des dictées changent après une session de cours de FA. Pour atteindre ces objectifs, 66 étudiants débutant leur cours de musique universitaire ont participé à cette étude. Ils ont décrit les stratégies utilisées lors de la résolution de dictées harmoniques, passé deux tests de mémoire (musical et non musical) et répondu à un questionnaire afin de récolter des informations de base telles que leur sexe, leur instrument, leur style musical et la durée de leurs études musicales. D'une part, cette recherche a permis de répertorier et de catégoriser les stratégies utilisées pour résoudre les dictées de basse chiffrée de manière approfondie. D'autre part, à l'aide de corrélations, analyses de variances et de covariance, régressions et tests-t, cette étude a permis de comprendre le lien qui existe entre les stratégies et le degré de performance pour la résolution de dictées de basse chiffrée et de vérifier si l'utilisation des stratégies et les résultats des dictées ont changé dans le temps, après avoir suivi des cours de FA universitaire. De plus, nous avons vérifié la relation qui existe entre le degré de performance pour ce type de dictées et les capacités des mémoires auditives (musicale et non-musicale) et avec d'autres variables telles que l'instrument et l'âge de début des études musicales. Cette thèse est organisée en quatre chapitres : le chapitre 1 présente une revue de la littérature; Chapitre 2, la méthodologie; Chapitre 3, toutes les analyses qualitatives et quantitatives effectuées en réponse aux questions de recherche; et le dernier chapitre, discussion des résultats et conclusion. / Music aural skills, partly developed during ear training (ET) courses, are fundamental to musicians' training in order to develop inner audition (Rogers, 1984). Authors agree about the importance of a good ear development as the basis for all musical progress and activities, such as listening and performing (Elliot 1993; Hallam & Bautista, 2012; Karpinski, 2000; King & Brook, 2016; Lake, 1993; Langer; 1953; McPherson, Bailey & Sinclair, 1997; Rogers, 1984; Rogers 2013; Upitis, Abrami, Varela, 2016). Musical dictation transcription, being one of the most used ways to develop inner audition is a challenge to be faced by many students in difficulty (Cruz de Menezes, 2010; Hedges, 1999; Hoppe, 1991). Despite the importance of this task, the underlying processes are not yet fully understood, especially those related to figured bass dictation. This poses an abiding challenge for teachers. A better understanding of students' mental processes engaged during dictation tasks, and how students deploy such processes, could provide teachers with solutions. Results might suggest which pedagogical approaches to privilege, and which strategies might be effective to help students overcome their difficulties. To fill the gap in this field, this research was elaborated with six main objectives: a) list and count the strategies used by students at the beginning of their university education; b) categorize strategies; c) identify the most used and the most effective strategies; d) analyze other cognitive factors that may influence the use of strategies, such as musical and non-musical auditory memory span; e) analyze the impact of strategy usage and other variables on dictation performance levels; f) evaluate whether the dictation strategies and dictation results change after one ET course session. To reach these objectives, 66 students starting first year university music courses participated in this study. They described their strategies used during figured bass dictations, took two memory tests (musical and non-musical) and answered a questionnaire to indicate their gender, instrument, musical genre, and details about the duration of their musical studies. Firstly, this research allowed us to list and categorize the strategies used to solve figured bass dictations in a thorough way; Secondly, using correlations, analyses of variance and covariance, regressions, and T-tests, this study enabled us to understand the relationship of strategies to performance in harmonic dictation; and to verify if the use of strategies and performance in dictation changed over time, after taking university ear training courses. Moreover, we verified the relation between the performance in dictation and auditory capacities, as well as other variables such as instrument and age at start of musical studies. This thesis is organized into four chapters: Chapter 1 presents a literature review; Chapter 2, the methodology; Chapter 3, all qualitative and quantitative analyses done in response to the research questions; and at last, the discussion of results and conclusion.

Les travaux rapportés dans cette thèse ont pour objectif principal de mieux comprendre le rôle du striatum et du cervelet dans l’apprentissage d’habiletés visuomotrices et, plus particulièrement, d’approfondir l’apport spécifique de chaque structure dans cette forme de mémoire. La première étude a pour but de vérifier l’hypothèse selon laquelle le striatum serait impliqué dans la phase d’automatisation des apprentissages. La performance de deux sous-groupes de patients atteints de la maladie de Parkinson (MP), respectivement porteurs de lésions striatales unilatérale et bilatérale, est comparée à celle d’un groupe de sujets témoins à l’aide de la technique de double-tâche. Conformément aux hypothèses, les résultats démontrent que seule une atteinte bilatérale du striatum affecte d’une façon significative la capacité d’effectuer une seconde tâche de nature visuospatiale lors de l’exécution d’une habileté visuomotrice apprise, suggérant ainsi que cette structure participe aux phases avancées de l’acquisition d’habiletés. La deuxième expérience vise à étudier la contribution spécifique du striatum et du cervelet dans l’apprentissage visuomoteur. Pour ce faire, la performance de deux groupes de patients ayant la MP ainsi que celle d’un groupe de patients, porteurs d’une lésion circonscrite au cervelet (CE), sont respectivement comparées à celle de deux groupes de sujets témoins appariés, à l’aide d’une version aléatoire de la tâche de séquence visuelle répétée et d’une nouvelle version de la tâche de tracé-miroir. Pour la première fois, les résultats montrent une double dissociation fonctionnelle entre ces deux structures. Alors que le striatum semble davantage gérer un apprentissage associatif de type perceptivomoteur, le cervelet est particulièrement nécessaire à la mise en séquence de mouvements appris. De nature exploratoire, la troisième étude s’intéresse à la participation du striatum et du cervelet dans la capacité d’adaptation à un changement contextuel à l’aide d’un schème expérimental d’apprentissage d’habiletés. Les résultats suggèrent que les patients parkinsoniens porteurs d’une dysfonction striatale bilatérale, et non ceux ayant une lésion au cervelet, ne peuvent généraliser l’habileté acquise à un autre contexte où ils doivent modifier une partie du plan moteur pour effectuer la tâche. Ensemble, ces données suggèrent non seulement que le striatum et le cervelet participent à l’acquisition.

La présente thèse vise une meilleure caractérisation des processus sous-tendant les déficits de mémoire épisodique présents chez les individus atteints de schizophrénie (SZ) et chez leurs apparentés non atteints afin d'identifier un candidat en tant qu'endophénotype. Les deux études de la thèse sont conduites auprès d'individus en début d'évolution d'une psychose (n=26), de leurs parents non atteints (n=35) ainsi que de groupes témoins (témoins des patients n=26, témoins des parents n=35). La première étude comprend deux tâches expérimentales permettant de distinguer la contribution des processus de remémoration consciente et de familiarité lors d'une tâche de reconnaissance. La première tâche examine la reconnaissance des items et des associations item-contexte alors de la seconde tâche cible les associations item-item. Les résultats révèlent une atteinte mnésique généralisée chez les patients atteints de SZ (familiarité et remémoration consciente), alors que les parents présentent une atteinte sélective de la remémoration consciente. La magnitude du déficit de remémoration consciente est similaire entre les patients SZ et leurs parents et le déficit est indépendant du type d'association (item-contexte ou item-item). La deuxième étude s'intéresse à la capacité à créer des associations en mémoire de travail. À cette fin, une tâche expérimentale a été créée pour évaluer - au sein d'un même paradigme - l'encodage des items individuels et des items combinés et ce, pour différents types d'information contextuelle (séquence, localisation). Les résultats révèlent un déficit généralisé chez les patients SZ, affectant la capacité à mémoriser les items et les associations en mémoire de travail et ce, indépendamment du type de contexte (spatial ou temporel). Par ailleurs, les parents ont une performance similaire à celle des participants témoins. En regard des résultats obtenus dans la thèse, le processus de remémoration consciente pourrait être un candidat potentiel en tant qu'endophénotype de la SZ. Cette thèse a permis de confirmer l'utilité des devis expérimentaux dans la caractérisation des déficits de mémoire épisodique, mais également dans la recherche d' endophénotypes cognitifs.

Cette étude s’intéresse à l'effet de l’imagerie en rappel sériel immédiat. Au plan théorique, deux propositions divergentes (DeLosh et McDaniel, 1996 ; Poirier et Saint-Aubin, 1996 ), considérant le rappel des items et de leur ordre, sont comparées. De plus, une vérification méthodologique concernant le type de devis utilisé (inter vs intra-sujets) est effectuée. Quarante-huit sujets sont soumis à l’une des trois conditions expérimentales ( haute puis basse imagerie, basse puis haute imagerie et haute et basse imagerie en alternance). Les résultats montrent que le rappel des items et de leur ordre est supérieur pour les listes à haut degré d’imagerie. De plus, ceux-ci montrent que l’utilisation d’un devis inter ou intra-sujets entraîne les mêmes conclusions au niveau des erreurs d’ordre.

Les oscillations fournissent le matériel expérimental pour observer la structure dynamique de l'activité cérébrale (Baillet, 2017 ; Buzsaki et Draguhn, 2004 ; Silva, 2013). Entre le repos et la réalisation d'une tâche, les propriétés du signal des oscillations (fréquence, phase et amplitude) varient selon les régions du cerveau, en fonction de l'état mental et de la tâche en cours. Il a été proposé que le couplage phase-amplitude entre la phase des oscillations thêta et l'amplitude des oscillations gamma soit un mécanisme que le cerveau implémente pour permettre la rétention d'informations en mémoire. Cependant, le rôle du couplage thêta-gamma dans la mémoire à court terme doit encore être démontré. Dans cette étude, nous avons cherché à savoir si le couplage phase-amplitude thêta-gamma dans l'hippocampe soutient la rétention de l'information en mémoire, par rapport à la simple perception, et si le couplage thêta-gamma dans l'hippocampe humain est lié la performance comportementale dans un tâche de mémoire à court terme. Des enregistrements EEG stéréotaxiques ont été obtenus chez 16 patients épileptiques pharmaco-résistants qui ont effectué des tâches de comparaison de séquences sonores et une condition de contrôle d'écoute passive avec le même matériel. Pour étudier la mémoire à court terme, la durée de la période silencieuse de rétention entre les séquences à comparer (2000, 4000, 8000 ms) ainsi que la charge en mémoire (3 - 6 éléments à encoder) ont été manipulées. Les analyses de Temps-Fréquence pendant la période d'encodage de la tâche montrent que chaque note a été encodée par une bouffée gamma transitoire dans le cortex auditif, tandis que la séquence entière a induit des oscillations thêta soutenues dans la voie auditive ventrale (à partir du gyrus temporal supérieur jusqu'au gyrus frontal inférieur en incluant des régions du lobe temporal médian). Pendant la période de rétention, le couplage thêta-gamma était augmenté dans l'hippocampe gauche pendant les essais de mémoire par rapport aux essais de perception. Il est important de noter que la force du couplage thêta-gamma était corrélée à la performance des participants et qu'une forte stabilité du couplage (bouffée gamma imbriquée dans la phase ascendante de l'oscillation thêta) a été observée dans l'hippocampe gauche et le cortex auditif secondaire. Ce résultat suggère que le couplage thêta-gamma dans l'hippocampe favorise la rétention des éléments mémorisés dans une tâche de mémoire auditive à court terme. Cela élargit nos connaissances sur le rôle général du couplage inter-fréquentiel en tant que mécanisme biologique global pour le traitement et l'intégration des informations dans le cerveau humain. / Brain oscillations provide the experimental material to observe the dynamical structure of brain activity (Baillet, 2017; Buzsaki and Draguhn, 2004; Silva, 2013). Between rest and task performance, the signal properties of oscillations (frequency, phase, and amplitude) vary across brain regions, according to the mental state and the ongoing task performed. Phase Amplitude Coupling between theta and gamma oscillations has been hypothesized to implement the retention of information during short-term memory. However, the role of theta-gamma coupling in short-term memory functions still needs to be demonstrated. In this study, we investigated if hippocampal theta-gamma PAC supports auditory memory retention, as compared to simple perception, and if theta-gamma coupling in the human hippocampus can correlate with behavioural performance in a short-term auditory memory task. Stereotaxic EEG recordings were obtained from 16 pharmaco-resistant epileptic patients who performed delayed match-to-sample tasks for tone sequences, and a passive listening perception condition with the same material. To investigate short-term memory functions, the duration of the silent retention period between the to-be-compared sequences (2000, 4000, 8000 ms) as well as the memory load (3, 6 tones) were manipulated. Time-frequency analyses during the encoding period of the task show that each tone was encoded by a transient gamma burst in the auditory cortex, while the entire sequence elicited sustained theta oscillations in the ventral auditory stream (from the superior temporal gyrus to the inferior frontal gyrus including regions of the medial temporal lobe). During the retention period, theta-gamma coupling increased in the left hippocampus during memory trials as compared to perception trials. Importantly, theta-gamma coupling strength was correlated with participant's performance and high coupling stability/consistency (gamma burst nested to the ascending phase of the theta oscillation) was observed in both the left hippocampus and secondary auditory cortex. This study suggests that hippocampal theta-gamma coupling supports the retention of memorized items in auditory short-term memory. This expands our knowledge of the general role of cross-frequency coupling as a global biological mechanism for brain information processing and integration in the human brain.

La présente étude propose l'examen du lien entre le dysfonctionnement cognitif et l'inquiétude. Trois aspects de la cognition sont abordés: la distractibilité accrue, le biais attentionnel envers la menace et la mémoire à court terme (MCT). Le but principal est de mesurer, dans un même protocole, la force de la relation entre l'inquiétude et ces trois domaines cognitifs. Deux paradigmes combinant une tâche de MCT et la présence de stimuli non pertinents, l'un de nature verbale et l'autre de nature visuo-spatiale, sont utilisés afin de déterminer l'atteinte relative de chacun des aspects cognitifs. Soixantedix- sept étudiants volontaires sont sélectionnés à l'aide de divers questionnaires visant à mesurer leur tendance à l'inquiétude et leur niveau d'anxiété. À partir des paradigmes, un index est calculé pour chacun des trois aspects cognitifs abordés. Une matrice de corrélations entre les index du fonctionnement cognitif et les questionnaires mesurant la tendance à l'inquiétude et l'anxiété révèle que l'ampleur du biais attentionnel et des perturbations en MCT verbale et visuo-spatiale corrèle avec la tendance à l'inquiétude, relation qui semble modulée par l'anxiété situationnelle. Les résultats confirment l'importance du lien entre l'inquiétude et l'attention sélective liée au traitement de l'information menaçante ainsi que l'existence d'un lien entre l'inquiétude et le maintien actif de stimuli neutres en MCT, liens existant uniquement en présence d'un fort niveau d'anxiété situationnelle. Sur le plan méthodologique, les index du biais et de la MCT constituent des mesures sensibles de l'atteinte cognitive liée à l'anxiété. Sur le plan clinique, les paradigmes utilisés pourront servir à évaluer plus précisément l'attention et la mémoire des personnes anxieuses puisque actuellement les cliniciens se limitent à une évaluation subjective du fonctionnement cognitif.