Le vieillissement, normal ou pathologique, s’accompagne de déficits marqués de la mémoire épisodique et de la mémoire de travail. Dès lors, est-il possible d’optimiser l’apprentissage moteur en s’appuyant sur d’autres registres de mémoire éventuellement moins affectés, voire épargnés, par les effets du temps ? Dans les trois expériences que nous avons menées, la prédominance d’un registre de mémoire sur un autre a été manipulée en contrastant les effets, lors de la réalisation de 160 essais d’une tâche sensorimotrice (le putting au golf), de deux méthodes distinctes d’apprentissage : la méthode en condition d’erreurs fréquentes supposée solliciter les processus mnésiques déclaratifs (mémoire épisodique et mémoire de travail) vs la méthode en condition d’erreurs peu fréquentes supposée solliciter les processus mnésiques procéduraux. Dans l’Étude 1, nous avons testé, chez des adultes jeunes et âgés, l’efficacité de ces méthodes et la nature des processus en jeu lors de la réalisation simultanée d’une tâche secondaire coûteuse en attention. Dans l’Étude 2, nous avons comparé les performances motrices entre des adultes jeunes, plus âgés, et des patients Alzheimer. Dans l’Étude 3, nous avons évalué les effets de la verbalisation des actions motrices produites durant l’apprentissage sur les processus mnésiques sous-tendant la performance motrice d’adultes jeunes et plus âgés. Les résultats de l’Étude 1 montrent que l’apprentissage est affecté par le vieillissement lorsque prédominent les processus déclaratifs mais qu’il est préservé des effets du temps lorsque prédominent les processus procéduraux. Les résultats de l’Étude 2 démontrent que l’apprentissage est préservé des effets de la maladie d’Alzheimer lorsque prédominent les processus procéduraux. Les résultats de l’Étude 3 révèlent que la verbalisation affecte les processus déclaratifs mais n’a pas d’effet sur les processus procéduraux chez les adultes jeunes et qu’elle n’a aucun effet sur ces deux types de processus chez les adultes plus âgés. Ces résultats attestent qu’il est possible de « contourner » la mémoire déclarative et les déficits survenant avec l’âge ou avec la maladie en s’appuyant sur une mémoire procédurale intacte, ce qui a pour effet d’optimiser l’apprentissage moteur. / Normal or pathological aging is characterized by specific deficits in episodic and working memories. Therefore, is it possible to optimize motor learning with advancing age, by utilizing other memory processes hypothesized to be less affected or even spared from aging? We conducted three experiments in which the predominance of one memory system over another was manipulated by contrasting the effects, across 160 trials of a sensorimotor task (golf putting), of two different learning methods: the infrequent-error method hypothesized to primarily rely upon declarative memory vs. the frequent–error method hypothesized to primarily rely upon procedural memory. In Experiment 1, we tested in young and older adults the efficiency of these methods and the nature of processes involved when a secondary, attention-demanding task was performed concurrently. In Experiment 2, we compared the motor performance between young and older adults and Alzheimer patients. In Experiment 3, we assessed the effects of verbalizing previous motor actions produced during learning on processes underlying young and older adults’ motor performance. The results of Experiment 1 showed that learning is affected by aging when declarative processes are predominant but is protected from advancing age when procedural processes are predominant. The results of Experiment 2 demonstrated that learning is preserved from Alzheimer’s disease when procedural processes are predominant. The results of Experiment 3 revealed that verbalization affects declarative processes but has no effect on procedural processes in young adults, and that it has no effect on these two types of processes in older adults. Altogether, these results show that “bypassing” declarative memory and its deficits occurring with advancing age or disease is doable by utilizing intact procedural memory, thus leading to an optimized motor learning.

Si la perception de notre environnement paraît simple et naturelle, les attributs visuels composant les différents objets sont traités dans des espaces temps qui leur sont propres en engageant des voies neuronales distinctes. La question du liage des informations sensorielles en un percept unique est alors posée. Dans le cadre de cette thèse, la question du liage sensoriel a été étudiée au regard des actes moteurs volontaires. En situation d'observation passive, le point de simultanéité subjective (PSS) montre qu'un changement de couleur doit se produire 40 ms avant un changement de position pour donner lieu à une perception synchrone des deux événements. L'exécution d'un mouvement d'atteinte manuelle réduit significativement ce PSS (-3.3 ms) uniquement lorsque le délai et l'écart spatial entre la fin de l'action motrice et les changements environnementaux n'excède pas 250 ms (-0,6 ms) et 2 cm ( 3,8 ms). Cependant, dans le cas où une situation d'apprentissage est induite par la présence de nouvelles contingences sensori-motrices, le liage sensoriel par l'action peut être observé pour des intervalles de temps plus grands (jusqu'à 1000 ms). Ce liage sensoriel par l'action, mis en évidence pour la première fois, serait sous-tendu par les mécanismes prédictifs associés aux modèles internes. Une dernière étude a révélé l'intérêt diagnostique de l'étude des relations perception/action au cours du vieillissement. Des profils de réponse spécifique ont été observés chez des patients de type Alzheimer lors de tâches testant les relations perception/action. Ces études apportent des arguments en faveur d'un rôle important de l'action dans la perception et la cognition. / If the perception of our environment seems easy and natural, the visual attributes of various objects are processed in space-time which are their own by engaging distinct neural pathways. The issue of binding of sensory information into a single percept is then arise. In this thesis, the issus of sensory bending was studied in relation to voluntary motor action. In position of passive observation, the point of subjective simultaneity (PSS) shows that a color change had to occur 40 ms before a change of position to give rise to a perception of two synchronous events. Performing a manual reaching movement reduced significantly the pSS (-3.3 ms) only when the time and space gap between the end of the motor action and environmental change does not exceed 250 ms (-0.6 ms) and 2 cm (3.8 ms). However, if a learning situation is induced by the presence of new sensorimotor contingencies, sensory binding by action can be observed for larger time intervals (up to 1000ms). This sensory binding by action, demonstrated for the first time, would be underpinned by predictive mechanisms associated with internal models. A last study showed the diagnostic interest of the study of relation perception/action during aging. Specific profiles of responses were observed in patients with Alzheimer on task testing the relations perception/action. These studies provide arguments for an important role of action in perception and cognition.

Cette thèse démontre à travers de 11 publications que le vieillissement physiologique se caractérise par une atténuation à la fois du processus homéostasique du sommeil ainsi que des processus circadiens. Dans le vieillissement pathologique (les démences), les rythmes circadiens peuvent être davantage affaiblis. Les répercussions cognitives et psychologiques comprennent les processus de mémorisation d’une part, et nous avons pu démontrer d’autre part que le système circadien joue un rôle majeur sur le bien-­être du sujet âgé. Enfin, les troubles du sommeil augmentant également avec l’âge, nous avons démontré que des facteurs génétiques (APOE4, allèle s du 5-HTTLPR), peuvent agir en tant que modulateur des effets des troubles du sommeil (apnées du sommeil) sur la fonction cognitive. Pour l’allèle s du 5-­HTTLPR, nous avons décrit qu’il interagit avec des mesures biologiques du stress (cortisol) pour affecter la mémoire, probablement via un mécanisme impliquant l’hippocampe. / In this doctoral thesis and its 11 published manuscripts, we show that the physiological aging process is accompanied by an attenuation of the homeostatic sleep process as well as attenuated circadian processes. This weakening of circadian rhythms is even more pronounced during pathological aging (the dementias). Its cognitive and psychological repercussions include memory processes, and we have also demonstrated that the circadian system plays a major rôle on well-­being in older adults.Finally, sleep disorders increase with age, and we have shown that genetic factors such as APOE4 or the 5-­‐HTTLPR s allele act as moderators of sleep disorders’ effect (such as sleep apnea) on cognitive outcomes. For the 5-­‐HTTLPR s allele, we described its interactions with biological measures of stress (cortisol) to affect memory, probably via mechanisms implying the hippocampus.