Mémoire des éléments isolés et mémoire de l'ordre sont distingués dans la littérature. Nous avons appliqué cette distinction aux tâches de production motrice : celles-ci, lorsqu'elles impliquent une séquence d'actions, nécessitent en effet des capacités à coder l'ordre de ces actions. De plus, l'organisation motrice concerne non seulement l'activité globale du corps mais aussi l'activité phonatoire : dès lors, nous pouvons supposer qu'un entraînement séquentiel moteur a un effet sur les activités langagières, par nature séquentielles. Ainsi, la thèse présentée étudie les transferts des capacités de production séquentielle de la motricité vers le langage, la probable relative indépendance des processus de traitement de l'ordre étant à l'origine de notre hypothèse de travail. trois études d'entraînement à la séquentialité ont été mises en oeuvre dans le cadre scolaire avec des enfants âgés de 7 à 8 ans. La première étude évalue la possibilité de réinvestir dans la production langagière les effets d'un entraînement moteur séquentiel. La deuxième étude porte sur l'impact de la nature des différents formats de représentation à l'oeuvre dans les entraînements. Enfin, la troisième étude rend compte des effets d'un entraînement moteur comportant une sensibilisation à certaines stratégies pouvant faciliter le traitement ordinal. Ainsi, les effets d'une pratique motrice tournée vers la production ordonnée de séquences sont retrouvés sur l'exercice de la séquentialité dans d'autres domaines. L'ensemble des résultats invite à proposer un dispositif pédagogique en faveur de la pluridisciplinarité de l'enseignement à l'école / Memory processes implied in the recall of sequences of informations must be distinguished from those required to memorize informations pers e. We applied this distinction to the memory of motor sequences. Indeed to motor tasks appeal to memory of order when several actions have to be produced following a given sequence. Moreover is motor production not only concerned with body movements but also with speech production. Thus can we hypothesize that training an individual in memorizing and producing motor sequences has positive effects on its own capacities of language memory and production, language being sequential by nature. The present thesis examines the transfer of motor sequential production capacities to language sequential production ones : the probable relative independence of memory-of-order's processes is at the core of our working hypothesis. Three training studies have been realized in schools, with children aged 7 to 8 years. The first evaluates the possibility of re-investing a sequential motor training in the production of language. The second one focuses on the consequences of training different formats of representation, on memory of order. The third study raises the question of potential positive effects of strategy awareness when being trained in memory of order. Overall, practice-oriented training in children, based on the production of motor sequences, revealed to be beneficial to memory of sequences in other areas. Results suggest some possible pedagogical refinements in school, including multidisciplinary in educational settings

L'enfant ayant une déficience motrice cérébrale (DMC) légère présente des déficits posturaux qui limitent son intégration sociale. L'hippothérapie est une forme d'intervention utilisant le mouvement du cheval pour stimuler des réajustements posturaux. L’objectif de cette recherche était de quantifier l’effet de 10 semaines d’hippothérapie sur le contrôle postural et la motricité d'enfants ayant une DMC légère. Un devis pré-expérimental à mesures répétées où chaque enfant (n=13) est son propre contrôle a été utilisé. Les critères d’inclusion étaient: être âgés entre 4 et 16 ans et avoir une DMC légère. L’intervention d’une durée de 10 semaines consistait en une séance par semaine d’hippothérapie de 30 minutes, où l'enfant était placé dans différentes positions sur le cheval. La motricité globale, particulièrement la capacité à se tenir debout, marcher, courir et sauter a été mesurée par les dimensions D et E du Gross Motor Function Measure (GMFM-88) et la coordination, la vitesse, la force et l’équilibre par le Bruininks-Oseretski Test of Motor Proficiency-Short Form (BOT2-SF). La motricité fine a été évaluée par différentes tâches de précision, d’intégration et de dextérité manuelle (BOT2-SF). Les variables biomécaniques évaluant la stabilité posturale en position assise et debout ont été quantifiées par le déplacement du centre de pression (CdeP). Le déplacement des membres supérieurs a été enregistré lors de tâches unilatérales à l'aide d’un système d’analyse tridimensionnelle du mouvement (VICON). Treize sujets (âgés de 7,3 ± 2,7 ans) ont été évalués avant (mesure de base), après l’intervention et à 10 semaines post-intervention (mesure de suivi). La stabilité posturale de l’enfant sur le cheval a été évaluée à l’aide de modules inertiels multiaxiaux fixés sur le cheval et sur l’enfant (tête, tronc) à deux temps pendant l’intervention. À la suite de l’intervention, la motricité globale s’est améliorée significativement (GMFM-88 dimensions; p=0,005 et BOT2-SF total; p=0,006), et spécifiquement au niveau de la force des abdominaux et des membres supérieurs (p=0,012), de l’équilibre (p=0,025) et des activités de précision de la main (p=0,013). Les analyses du contrôle postural sur le cheval montrent une augmentation de la fréquence cumulée dans la direction médiolatérale (M/L) (p=0,033), et une diminution de l’amplitude de la fréquence cumulée en vertical (p=0,007). Ces résultats peuvent s’interpréter comme étant une augmentation de la rapidité d'adaptation dans la direction M/L doublée d'un amortissement du tronc diminué dans l’axe vertical. Le contrôle postural debout statique s'est amélioré (p=0,013) dans l'axe M/L attribuable aux enfants diplégiques de l'étude. Ces résultats se sont maintenus après la fin de l’intervention. Aucune amélioration du déplacement des membres supérieurs n'a été notée. Nos résultats permettent de suggérer l’utilisation de l'hippothérapie, par les professionnels de la réadaptation, comme complément à l'intervention traditionnelle.

Quel intérêt une enquête de nature philosophique peut-elle avoir pour l'Education Physique et Sportive (EPS) ? Quels objets d'étude l'EPS peut-elle fournir à la philosophie ? Cette thèse a pour ambition de répondre à ces deux questions. La démarche retenue consiste d'une part à faire émerger l'arrière plan philosophique qui influence le plus souvent implicitement les options pédagogiques des enseignants de manière à initier un programme de recherche en épistémologie de l'EPS. Ceci nous a conduit d'autre part à éclairer le champ d'investigation de l'EPS (l'action, la connaissance, ...) dans la perspective de l'externalisme. C'est en effet en dissociant le langage des causes et des raisons que nous pouvons comprendre ce que fait quelqu'un lorsqu'il agit. L'importance accordée au sens de l'action nous pousse alors à décrire les usages que l'agent pourrait faire de sa motricité dans d'autres situations que celles où nous le voyons agir. Sous l'influence de L.Wittgenstein, c'est à une conception linguistique des apprentissages que nous sommes conduits. Par conséquent, on considérera qu'il faut éviter de rechercher les facteurs limitant l'apprentissage en se fondant uniquement sur une étude internaliste de l'agent. Dans de nombreux cas, il sera plus judicieux d'essayer de comprendre pourquoi le sujet agit ainsi. Nous avons par conséquent identifié un nouveau contenu d'enseignement : apprendre à identifier l'action que je réalise lorsque j'agis dans le cadre d'un apprentissage. Le champ d'investigation de l'EPS ainsi éclairé par la perspective externaliste nous incite à reconsidérer la notion de limite du sujet pour prendre en compte la dimension impersonnelle de son identité. / What interest could have a philosophical study on Physical Education ? What subject of interests could provide the Physical and Sportive Education (EPS) to Philosophy ? The aim of this thesis is to answer these two questions. First we will highlight the philosophical background that influence most often implicitly the pedagogical choices made by teachers, this in order to initiate a research programme in Epistomology of Physical Education. This will lead us to widen the investigation field of Physical Education ( Action , Knowledge,..) in the prospect of externalist conception. It is indeed in dissociating the language from the causes and reasons that we can understand what someone does when he acts. The focus on the meaning of the action leads us to describe the other uses that the subject could make with his gestures in other situations. Under the influence of L. Wittgenstein?s works, it is a linguistic conception of the learning process that we develop in this thesis. Consequently, we will avoid looking for the factors limiting learning success and consider solely an internalist study of the subject. In many cases it is more judicious to try to understand why the subject acts the way he does. Consequently we have identified a new way of learning in Physical Education: to know how to identify the action the subject is doing in the course of learning phase. The field of investigation in Physical Education highlighted by the externalist perspective leads to the following conclusion: to reconsider the notion of the limiting factors of the subject in order to take into account the impersonal dimension of his identity.

Le vieillissement de l'individu se caractérise par une diminution de l'efficacité et de la rapidité des processus cognitifs et sensori-moteurs. Cependant, la dynamique du vieillissement n'est pas identique pour tous les individus et certains facteurs liés au mode de vie, notamment la pratique régulière d'activités physiques, sont susceptibles de moduler ses effets. L'objectif général de cette thèse est d'examiner dans quelles conditions le maintien d'un style de vie physiquement actif permet de contrebalancer le déclin des capacités d'apprentissage d'une nouvelle habileté motrice au cours du vieillissement. En particulier, les effets de la complexité de l'apprentissage et des conditions dans lesquelles cet apprentissage doit se manifester ont été étudiés.<br />Trois expériences ont examiné les effets croisés de l'âge et de la pratique régulière d'activités physiques sur l'apprentissage de coordinations visuo-motrices fines impliquant des mouvements de pointage sur une cible en déplacement. Les régularités plus ou moins complexes de déplacement de la cible étaient régies par des règles probabilistes et différentes tailles de cible requerraient une précision des mouvements plus ou moins importante. L'apprentissage a été évalué dans une tâche réactive où la vitesse des réponses des participants était exigée (expériences 1 et 2) et dans une tâche de prédiction sans contrainte temporelle (expérience 3).<br />Les principaux résultats ont fait ressortir un effet bénéfique de l'activité physique sur l'apprentissage de cette habileté, sélectif aux personnes âgées et aux conditions de fortes contraintes liées à la production des réponses. Le déclin des capacités d'apprentissage avec l'âge serait principalement dû à la pression temporelle de la tâche et à la complexité des mouvements à réaliser. L'influence bénéfique de l'activité physique sur le vieillissement des fonctions cognitives serait médiatisée par une amélioration de l'efficience motrice.

Notre travail de thèse s'est attaché à comprendre les mécanismes mis en jeu par une expérience d'adaptation visuomanuelle inspirée de l'adaptation saccadique, qui a été décrite par [Magescas 2006a]. Le premier chapitre visait à montrer que le paradigme de [Magescas 2006a] induisait peu ou pas d'effets sensoriels. Dans le deuxième chapitre, nous nous sommes intéressés au processus exact de généralisation de l'adaptation au niveau de la seule articulation du coude. Nos résultats nous permettent d'avancer l'idée que le paradigme étudié induisait une modification spécifique du gain moteur pour le groupe de muscles extenseurs du coude. Le troisième chapitre présente le développement de méthodes d'enregistrement de la chaîne articulaire du membre supérieur. Cette méthodologie a permis une comparaison précise entre des hypothèses de généralisation de l'adaptation dans l'espace des tâches et dans l'espace articulaire. Dans un quatrième chapitre, suivant une démarche exploratoire, nous avons imaginé deux protocoles de transposition de l'expérience de [Magescas 2006a], afin d'élargir nos possibilités pour une future étude sur des patients ayant un déficit moteur. A l'issue de ce travail, nous disposons à la fois : de moyens méthodologiques pour l'enregistrement et la modélisation de la chaîne articulaire du membre supérieur ; d'un modèle théorique du fonctionnement de l'adaptation motrice étudiée ; et d'un protocole d'adaptation de la saisie, mieux adapté à la clinique que le protocole d'adaptation du pointage.

La vision classique et hiérarchique de l’organisation du système moteur est remise en question par la découverte d’autres structures que le cortex moteur primaire capables d’influer en parallèle sur la sortie motrice, dans le cadre d’un modèle hodotopique. L’objectif de ce travail a été d’étudier les réseaux de contrôle du mouvement à l’aide de stimulations électriques directes cérébrales lors de chirurgies en condition éveillée pratiquées pour l’exérèse de tumeurs cérébrales. Cette méthode permet la préservation de la fonction motrice tout en apportant de nombreuses informations sur l’organisation du système moteur en général. Le contrôle moteur a été étudié au travers du phénomène moteur négatif, qui consiste en un arrêt du mouvement sans perte de tonus ou de conscience lors d’électrostimulations. Décrit initialement au niveau cortical, nos travaux ont montré qu’il était possible d’identifier ce phénomène dans la substance blanche de façon bilatérale et que les fibres supportant ces réponses motrices négatives sont organisées d’une manière somatotopique, à l’instar de la voie pyramidale. Nous avons pu mettre en évidence une voie modulatrice motrice bilatérale capable d’inhiber les mouvements des deux membres supérieurs lors d’une stimulation sous-corticale unilatérale. Nous avons montré qu’une lésion des sites générant des réponses motrices négatives conduisait à un syndrome de l’aire motrice supplémentaire et à des troubles définitifs des mouvements fins et de la coordination bimanuelle. Ces résultats expliquent les troubles observés lors de chirurgies des régions prémotrices réalisées sans cartographie motrice active, c’est-à-dire cherchant uniquement à identifier les structures motrices primaires. Ils valident la nécessité de pratiquer une cartographie motrice en condition éveillée et ce quelle que soit la dominance hémisphérique. Ces résultats à l’échelle sous-corticale nous ont conduit à définir le concept de réseau moteur négatif et son implication dans les réseaux de contrôle moteur. Le preuve de l’existence de tels réseaux nous a permis d’explorer le niveau cortical et de mettre en évidence une organisation systématique des aires motrices négatives, proposant ainsi une autre vision que celles d’une répartition aléatoire ou somatotopique. Cette organisation en plusieurs aires effecteurs-dépendantes et redondantes a permis de confirmer par les stimulations électriques directes la ségrégation du gyrus précentral en plusieurs gradient rostro-caudal et dorso-ventral. L’ensemble de ces éléments nous a permis d’émettre plusieurs hypothèses concernant le rôle de ces réseaux. Nous supposons qu’il s’agit de plusieurs réseaux interconnectés fonctionnant à l’aide de mécanismes inhibiteurs internes, dont le rôle va de la modulation du flux moteur dans le cadre de processus décisionnels compétitifs intégrés aux aires négatives à l’inhibition vraie d’un comportement moteur dans le cadre de circuits entre le cortex et les noyaux gris centraux. La carte probabiliste réalisée permettra de planifier les chirurgies cérébrales mais aussi de servir de zone d’intérêt pour les nouvelles thérapies par stimulations et la recherche en neurosciences. / The classical and hierarchical view of the motor system has been challenged since the discovery of other structures able to modulate the motor output in the framework of a hodotopic model. The aim of this work was to study the motor control network thanks to direct electrostimulations performed during awake surgery for brain tumors. This method has shown its effectiveness to preserve motor functions while giving new highlights about the organization of the motor system. In our work, motor control has been studied through the negative motor phenomenon, which consists in a complete arrest of movement without loss of tonus or consciousness during electrostimulations. Initially described at a cortical level, our work demonstrated the possibility to elicit negative motor phenomenon in both hemispheres at a subcortical level. Moreover, we identified a bilateral modulatory motor pathway able to inhibit both upper limbs during unilateral subcortical stimulations. We also shown that fibers driving negative motor responses are organized in a somatotopic manner, like the pyramidal pathway. Resection of these fibers lead to a supplementary motor area syndrome with permanent deficit in fine motor skills and bimanual coordination. These results explain the neurological deficits which might occur after surgery in premotor areas when no active brain mapping is performed, that is, when only primary motor structures are sought. They emphasize the necessity to perform a motor mapping during awake surgery whatever the side and hemispheric dominance. These subcortical results led us to define the concept of negative motor networks and their involvement in motor control networks. Evidences of this network allowed us to explore the cortical level and to report a well-defined organization of the negative motor area, different from the random or somatotopic distributions previously described. This effector-dependent and redundant organization in several areas defined by direct electrostimulations has been helpful to confirm the rostro-caudal and dorso-ventral segregation of the precentral gyrus. Consequently, it was possible to propose several hypothesis about the role of these networks. We presume that they are constituted by several large-scale interconnected networks, based on internal inhibitor mechanisms, whose role goes from modulation of the motor output in a competitive model of decision-making integrated in the negative motor area to real inhibition of motor behaviors thanks to cortico-basal ganglia circuitry. The probabilistic map created with these works will be helpful to plan surgery but could also provide regions of interest for brain stimulations therapies as well as neuroscientific research.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

ALK1 est un récepteur de la famille du TGF-β, principalement exprimé dans les cellules endothéliales. Le ligand physiologique et circulant d'ALK1, BMP9, a été découvert par notre laboratoire en 2007, ce qui a ouvert des possibilités d'étude de la fonction d'ALK1. La première partie de ma thèse a été consacrée à l'analyse fonctionnelle de mutants d'ALK1, retrouvés sur des patients atteints de la maladie de Rendu-Osler de type 2, en réponse à BMP9. Cette étude a permis de : 1) proposer l'haploinsuffisance fonctionnelle comme modèle de la maladie ; 2) développer un test diagnostique pour discriminer les mutations pathogènes des polymorphismes rares, basé sur leur réponse à BMP9 ; 3) d'avoir une meilleure connaissance des acides aminés d'ALK1 importants dans la réponse à BMP9. Un second travail a consisté en la production de la forme mature de BMP9 et du domaine extracellulaire d'ALK1 en vue de l'étude de la structure cristallographique du complexe. L'expression des protéines et leur purification sont en phase d'optimisation. Enfin, un troisième projet consistait en l'analyse du rôle de BMP9 dans l'angiogenèse in vivo. La neutralisation de BMP9 par deux stratégies distinctes induit une augmentation de la densité vasculaire dans la rétine de la souris. Le mécanisme est en cours d'investigation. / ALK1 is a TGF-β family receptor, mainly expressed on endothelial cells. The physiologic and circulating ligand of ALK1, BMP9, was discovered by our laboratory in 2007, which opened opportunities for studying the function of ALK1. The first part of my thesis was on the functional analysis of ALK1 mutants from HHT-2 patients in response to BMP9. This study allowed us to: 1) propose functional haploinsufficiency as a model for HHT-2; 2) develop a diagnostic tool to discriminate pathogenic mutations from rare polymorphisms, based on their BMP9 response; 3) increase our knowledge of important amino acids in ALK1 for the BMP9 response. A second work was on the production of the mature form of BMP9 and of the extracellular domain of ALK1 in order to study the crystallographic structure of the complex. The expression of these proteins and their purification are in optimization phase. Lastly, a third project was on the analysis of the role of BMP9 in angiogenesis in vivo. Neutralization of BMP9 using two strategies induces an increase of the vascular density of the retina in mouse. Mechanism of action is under investigation.

A l'origine de notre travail se trouve le constat selon lequel, lorsqu'on s'intéresse au vieillissement, les recherches sont partitionnées en une multitude de domaines, de paradigmes expérimentaux et de théories résultant en un large puzzle de connaissance. Pourtant, au niveau comportemental, malgré les apparentes différences entre tous les champs d'étude, il existe des résultats empiriques montrant des évolutions communes dans les comportements des différents systèmes fonctionnels au cours de l'âge. C'est le cas notamment pour les tâches cognitives et sensorimotrices. Par exemple, pour les tâches où la rapidité est le critère de performance, les personnes âgées sont plus lentes que les jeunes ; elles sont aussi plus variables et moins adaptables face à l'augmentation de la difficulté. On observe cela à la fois au niveau cognitif et au niveau sensori-moteur. Plus généralement, avec l'âge les corrélations entre les performances de différents domaines fonctionnels augmentent, notamment entre la cognition et la sensori-motricité (Schäfer et al., 2006 ; Lindenberger & Ghisletta, 2009). Nous avons donc voulu comprendre comment et pourquoi des phénomènes comportementaux communs étaient observés aussi bien dans la cognition que la sensori-motricité. Une hypothèse envisagée est qu'ils seraient dus à des modifications structurelles et fonctionnelles du système nerveux central qui deviendrait de moins en moins différencié au fur et à mesure de l'avancement dans la vie (Reuter-Lorenz & Park, 2010 ; Heuninckx et al., 2005). C'est cette hypothèse que nous avons voulu explorer. / The starting point of this work was to realize that, when looking at aging research, studies are split in a multitude of domains, paradigms and theories resulting in a vast puzzle of knowledge. However, at the behavioral level, despite obvious differences between field of studies, there are empirical results showing common evolution between functional systems during the aging process. It is notably the case for cognitive and sensorimotor tasks. For example, when speed is the performance criterion, elderly are slower than their younger counterparts; there are also more variable and less adaptable as difficulty increases. These phenomenons can be observed in both cognitive and sensorimotor domain. More generally, correlation between performance in different functional domain increases through aging, and most notably between the cognitive and sensorimotor domain (Schäfer et al., 2006 ; Lindenberger & Ghisletta, 2009). We thus wanted to understand how and why those common behavioral phenomenon were observed. A considered hypothesis is that there would come from structural and functional modifications of the central nervous system which would become less and less differentiated through the course of aging (Reuter-Lorenz & Park, 2010 ; Heuninckx et al., 2005). We wanted to explore this hypothesis. At the start of our work, to our knowledge there was no theoretical framework explaining the compression of the cognitive and sensorimotor system in one less differentiated.