Recent research suggests that visual-verbal paired associate learning (PAL) taps a crossmodal associative learning mechanism involved in reading acquisition. However, evidence from children with dyslexia indicates that deficits in visual-verbal PAL are strongly linked to the verbal demands of the task. The research presented in this thesis had two overarching aims: first, to dissociate crossmodal and verbal demands in driving the PAL-reading relationship, and second, to assess the hypothesis that visual-verbal PAL plays a causal role in reading development. To address the first aim, a series of experiments examined the relationship between reading ability and PAL tasks differing in modality (crossmodal, unimodal) and output demand (visual, verbal). The results supported a verbal account of the PAL-reading relationship. In typically developing children and children with dyslexia, only tasks with a verbal output demand (i.e., visual-verbal PAL, verbal-verbal PAL) demonstrated a relationship with reading ability. In children with dyslexia, poor performance was isolated to difficulties learning novel phonological forms, rather than difficulties specific to crossmodal associative learning. Furthermore, the ability to learn novel phonological forms was found to fully explain visual-verbal PAL performance across reading abilities. In a final experiment, the causal role of visual-verbal PAL in reading development was assessed. The results of a longitudinal study from the start to the end of kindergarten showed that visual-verbal PAL measured in pre-readers did not predict reading ability at the end of kindergarten. Instead, PAL performance was influenced by learning to read.

Cette recherche avait pour objectif d’étudier les troubles cognitifs à l’origine de la dyslexie, et plus particulièrement le déficit d’apprentissage de paires associées (PAL) à composante verbale (input ou output). Tout d’abord, une étude longitudinale menée auprès d’enfants tout-venant pré-lecteurs et apprentis lecteurs a permis de mettre en évidence une contribution spécifique des PAL intermodales à l’efficience ultérieure en lecture/transcription. Les résultats de l’étude neuropsychologique indiquent pour leur part que les enfants dyslexiques présentent un déficit pour tous les types de PAL à composante verbale. Ce déficit apparait toucher à la fois la mémorisation des réponses, notamment verbales, et la mémorisation des liens entre les deux items. Il serait lié à un défaut de stockage de l’information et non à un problème de récupération et affecterait l’apprentissage des paires associées sans entraver leur rétention à long terme. / This research aimed to study the cognitive causes of dyslexia, particularly the paired associate learning (PAL) including a verbal component (input or output) deficit. First, a longitudinal study of normally developing pre-readers and beginning readers highlighted a specific contribution of intermodal PAL as predictors of later reading/transcription skills. As for the results of our neuropsychological study, they indicate that dyslexic children exhibit a deficit for all types of PAL with verbal component. This deficit appears to reach both the memorization of answers, especially verbal answers, and the storage of the mapping between the two items. It would be linked to an information storage failure but not to a recovery problem, and would affect the buildup of associations without impairing their long-term retention.

Seres humanos com danos nos corpos mamilares exibem prejuízos no funcionamento da memória episódica. O presente estudo investigou a possível participação do núcleo mamilar medial (MM), estrutura densamente inervada por fibras imunorreativas ao hormônio concentrador de melanina (MCH) potencialmente envolvida no comportamento alimentar, em processos de evocação de memórias sobre locais em que alimento foi previamente encontrado, em ratos. Investigou-se ainda seu envolvimento na memória espacial motivada aversivamente, por meio do labirinto aquático de Morris, e em processos de ansiedade, por meio do labirinto em cruz elevado. Descreve-se uma tarefa comportamental envolvendo busca alimentar orientada por memória espacial em ratos, funcionalmente análoga ao teste de aprendizagem de pares associados, utilizado para avaliar memória episódica em seres humanos. Ratos treinados a escavar numa arena para obter alimento foram expostos ao pareamento de um determinado sabor, e.g., amendoim, com um local da arena e, numa segunda tentativa, ao pareamento de um outro sabor, e.g., avelã, com um local diferente da mesma arena. Antes de uma terceira tentativa, ainda na caixa de espera, os animais receberam uma amostra de amendoim ou avelã. Então, inseridos na arena para uma terceira tentativa, deveriam procurar e escavar por alimento enterrado no local sinalizado pela amostra. As associações sabor-local, a seqüência das associações, os locais do pareamento e a amostra oferecida antes da terceira tentativa, variaram quase aleatoriamente a cada dia. O treinamento dos animais para a aquisição da tarefa foi prolongado. O número de visitas e o tempo de permanência no local da arena sinalizado pela amostra foram significativamente maiores em relação aos parâmetros correspondentes ao local pareado com alimento mas não sinalizado pela amostra, quando o intervalo de tempo entre a 2ª e 3ª tentativas foi 60 ou 120 minutos; Testes de Avaliação sem oferta de alimento na arena na 3ª tentativa, permitiram excluir a hipótese de que os animais desempenharam essa tarefa com base em estímulos olfativos, levando à conclusão que o fizeram com base na memória das associações sabor-local. Ratos com danos seletivos do MM, induzidos pela aplicação tópica, micro-iontoforética, de N-Metil-D-Aspartato (NMDA), testados na tarefa de pares associados sabor-local, não exibiram prejuízo de desempenho em relação aos animais controle. Análises adicionais revelaram que houve uma redução da busca por alimento em ambos os grupos (lesado e controle) nos testes pós-operatórios, em relação ao seu próprio desempenho nos testes pré-operatórios; porém, essa redução foi mais acentuada em relação ao local sinalizado pela amostra, particularmente nos animais do grupo lesado. Estes resultados, embora não conclusivos, podem representar indícios em favor da idéia de que o MM estaria envolvido numa circuitaria relacionada à memória espacial voltada à busca alimentar. Mais estudos seriam necessários para avaliar essa possibilidade. Além disso, esses animais não exibiram qualquer prejuízo no teste de memória de referência espacial no labirinto aquático de Morris e no paradigma do teste e re-teste no labirinto em cruz elevado, sugerindo que esse tipo de lesão não leva a deficiência no funcionamento da memória espacial motivada por estimulação aversiva, na memória aversiva por espaços abertos ou nos mecanismos responsáveis pela ansiedade. / Human beings with damage to the mammillary bodies exhibit episodic memory disruption. This study investigated the potential participation of the medial mammillary nucleus (MM), a structure that receives a high density of melaninconcentrating hormone immunoreactive fibers (MCH) potentially involved in food intake, in processes of retrieval of memory about places where food was previously found, in rats. In addition, we investigated the possible involvement of this brain structure in both aversively motivated spatial memory, using the Morris´ water maze, and in anxiety, using the elevated plus maze. A behavioral task involving search for food guided by spatial memory, in rats, functionally analogous to the paired-associate learning task used for studying episodic memory in humans, was described. Rats trained to dig for food in an arena were exposed both to the pairing of a taste, peanut, with a specific place in the arena and, in a second trial, to the pairing of another taste, hazelnut, with another place in the arena. Immediately before a third trial, while still in the waiting box, the animals received a sample of either peanut or hazelnut. Then, they were inserted into the arena for a third trial and could search and dig for food buried in the place previously associated with the sample. The taste-place associations, sequence of associations, pairing places and sample offered before the third trial, were all varied quasi-randomly every day. The animals took extensive training to learn this task. It was found that the number of visits and the time spent in the place indicated by the sample were significantly greater as compared to the corresponding parameters of the place previously associated with a taste but not indicated by the sample, when the time interval between the second and the third trials was both 60 and 120 min; probe tests with no food in the arena in the third trial allowed to exclude the hypothesis that the rats were performing the task relying on olfactory cues, leading to the conclusion that the animals performed the task relying on the memory for the associations tastefood. Rats with selective damage to the MM, induced by topic, microiontophoretic, injections of N-Methyl-D-Aspartate (NMDA), tested in the taste-place pairedassociate learning task, did not exhibit any disruption of performance relative to the controls. Additional analyses revealed that both MM and control subjects exhibited a reduction of food search during the post-operatory tests as compared to their own performance in pre-operatory tests; however, this reduction was stronger towards the place indicated by the sample, particularly for the animals subjected to MM damage. Even though not conclusive, these results may suggest that the MM might be involved in search for food guided by spatial memory. More studies would be required to evaluate this possibility. Further, these rats did not exhibit any disruption of performance in the reference memory test in the water maze and in the test/re-test elevated plus maze, suggesting that this type of damage does not disrupt aversively motivated spatial memory, open-space aversive memory and anxiety.

Seres humanos com danos nos corpos mamilares exibem prejuízos no funcionamento da memória episódica. O presente estudo investigou a possível participação do núcleo mamilar medial (MM), estrutura densamente inervada por fibras imunorreativas ao hormônio concentrador de melanina (MCH) potencialmente envolvida no comportamento alimentar, em processos de evocação de memórias sobre locais em que alimento foi previamente encontrado, em ratos. Investigou-se ainda seu envolvimento na memória espacial motivada aversivamente, por meio do labirinto aquático de Morris, e em processos de ansiedade, por meio do labirinto em cruz elevado. Descreve-se uma tarefa comportamental envolvendo busca alimentar orientada por memória espacial em ratos, funcionalmente análoga ao teste de aprendizagem de pares associados, utilizado para avaliar memória episódica em seres humanos. Ratos treinados a escavar numa arena para obter alimento foram expostos ao pareamento de um determinado sabor, e.g., amendoim, com um local da arena e, numa segunda tentativa, ao pareamento de um outro sabor, e.g., avelã, com um local diferente da mesma arena. Antes de uma terceira tentativa, ainda na caixa de espera, os animais receberam uma amostra de amendoim ou avelã. Então, inseridos na arena para uma terceira tentativa, deveriam procurar e escavar por alimento enterrado no local sinalizado pela amostra. As associações sabor-local, a seqüência das associações, os locais do pareamento e a amostra oferecida antes da terceira tentativa, variaram quase aleatoriamente a cada dia. O treinamento dos animais para a aquisição da tarefa foi prolongado. O número de visitas e o tempo de permanência no local da arena sinalizado pela amostra foram significativamente maiores em relação aos parâmetros correspondentes ao local pareado com alimento mas não sinalizado pela amostra, quando o intervalo de tempo entre a 2ª e 3ª tentativas foi 60 ou 120 minutos; Testes de Avaliação sem oferta de alimento na arena na 3ª tentativa, permitiram excluir a hipótese de que os animais desempenharam essa tarefa com base em estímulos olfativos, levando à conclusão que o fizeram com base na memória das associações sabor-local. Ratos com danos seletivos do MM, induzidos pela aplicação tópica, micro-iontoforética, de N-Metil-D-Aspartato (NMDA), testados na tarefa de pares associados sabor-local, não exibiram prejuízo de desempenho em relação aos animais controle. Análises adicionais revelaram que houve uma redução da busca por alimento em ambos os grupos (lesado e controle) nos testes pós-operatórios, em relação ao seu próprio desempenho nos testes pré-operatórios; porém, essa redução foi mais acentuada em relação ao local sinalizado pela amostra, particularmente nos animais do grupo lesado. Estes resultados, embora não conclusivos, podem representar indícios em favor da idéia de que o MM estaria envolvido numa circuitaria relacionada à memória espacial voltada à busca alimentar. Mais estudos seriam necessários para avaliar essa possibilidade. Além disso, esses animais não exibiram qualquer prejuízo no teste de memória de referência espacial no labirinto aquático de Morris e no paradigma do teste e re-teste no labirinto em cruz elevado, sugerindo que esse tipo de lesão não leva a deficiência no funcionamento da memória espacial motivada por estimulação aversiva, na memória aversiva por espaços abertos ou nos mecanismos responsáveis pela ansiedade. / Human beings with damage to the mammillary bodies exhibit episodic memory disruption. This study investigated the potential participation of the medial mammillary nucleus (MM), a structure that receives a high density of melaninconcentrating hormone immunoreactive fibers (MCH) potentially involved in food intake, in processes of retrieval of memory about places where food was previously found, in rats. In addition, we investigated the possible involvement of this brain structure in both aversively motivated spatial memory, using the Morris´ water maze, and in anxiety, using the elevated plus maze. A behavioral task involving search for food guided by spatial memory, in rats, functionally analogous to the paired-associate learning task used for studying episodic memory in humans, was described. Rats trained to dig for food in an arena were exposed both to the pairing of a taste, peanut, with a specific place in the arena and, in a second trial, to the pairing of another taste, hazelnut, with another place in the arena. Immediately before a third trial, while still in the waiting box, the animals received a sample of either peanut or hazelnut. Then, they were inserted into the arena for a third trial and could search and dig for food buried in the place previously associated with the sample. The taste-place associations, sequence of associations, pairing places and sample offered before the third trial, were all varied quasi-randomly every day. The animals took extensive training to learn this task. It was found that the number of visits and the time spent in the place indicated by the sample were significantly greater as compared to the corresponding parameters of the place previously associated with a taste but not indicated by the sample, when the time interval between the second and the third trials was both 60 and 120 min; probe tests with no food in the arena in the third trial allowed to exclude the hypothesis that the rats were performing the task relying on olfactory cues, leading to the conclusion that the animals performed the task relying on the memory for the associations tastefood. Rats with selective damage to the MM, induced by topic, microiontophoretic, injections of N-Methyl-D-Aspartate (NMDA), tested in the taste-place pairedassociate learning task, did not exhibit any disruption of performance relative to the controls. Additional analyses revealed that both MM and control subjects exhibited a reduction of food search during the post-operatory tests as compared to their own performance in pre-operatory tests; however, this reduction was stronger towards the place indicated by the sample, particularly for the animals subjected to MM damage. Even though not conclusive, these results may suggest that the MM might be involved in search for food guided by spatial memory. More studies would be required to evaluate this possibility. Further, these rats did not exhibit any disruption of performance in the reference memory test in the water maze and in the test/re-test elevated plus maze, suggesting that this type of damage does not disrupt aversively motivated spatial memory, open-space aversive memory and anxiety.