L’activité psychologique spontanée contribue de façons importantes à notre expérience du monde qui nous entoure. Cette thèse s’intéresse à l’atténuation spontanée des mécanismes sensoriels cérébraux, qui constitue un important déterminant du découplage attentionnel, menant à une expérience de « mind-wandering » (vagabondage/errance de la pensée). Cet état de mind-wandering se caractérise par une augmentation spontanée de pensées sans lien avec la tâche en cours de réalisation, qui vont varier au cours du temps et interférer avec les processus cognitives. Certain processus de découplage sensoriel apparaissent très précocement après une stimulation, alors que d’autres, comme l’attention sélective, apparaissent plus tardivement. La recherche s’est principalement intéressée aux effets du mind-wandering sur les processus cognitifs, mais nous ne savons que peu de chose sur les processus sensoriels précoces au cours du mind-wandering et sur leur dynamique temporelle. Dans cette thèse, nous nous intéresserons principalement au développement temporel précoce de l’atténuation sensorielle qui précède un état de mind-wandering. Nous chercherons, plus particulièrement, à déterminer si cette atténuation sensorielle est un processus qui se développe progressivement ou s’il s’agit d’un évènement de découplage soudain, qui déclenche alors à un changement cognitif global amenant à un état de mind-wandering. Nous avons développé une nouvelle approche expérimentale, inspiré de la tâche classique de SART (Sustained Attention to Response Task), et basée sur la mesure de l’évaluation en continue de performance psychophysique individuelle. Ceci était réalisé en sondant les participants par une question, lorsque leurs temps de réponse (RT) dépassaient de plus ou moins deux fois la déviation standard (SD) de leur temps de réponse moyen. Les résultats montrent que l’état de mind-wandering est généralement précédé par des temps de réponses plus court, en comparaison aux essais dans lesquels le sujet est focalisé sur la tâche. Plus particulièrement, il est possible de prédire de façons fiables les épisodes de mind-wandering à partir de la différence de temps de réponse entre les deux derniers essaies précédent la question. Ainsi, l’état de mind-wandering suit une augmentation de courte durée de la variabilité comportementale avec une durée comprise entre 2,5 et 10 secondes. Dans une seconde étude, nous avons exploré les corrélats electrophysiologiques de la dynamique de l’atténuation sensorielle précédent les phases de mind-wandering au cours d’une version modifiée de la tâche de SART. Nous avons décrit les modulations de l’activité cérébrale dans plusieurs régions du cortex visuel pendant les épisodes de mind-wandering. Les résultats montrent une modulation de composantes associées au traitement sensoriel précoce (augmentation de P1 et diminution de N1) juste avant le report par les participants d’épisodes de mind-wandering. Ce résultat suggère une diminution des ressources neuronales associées aux traitements visuels précoces du stimulus visuel. Le mind-wandering augmente également l’amplitude d’une composante plus tardive, entre 300 et 500ms, suggérant une augmentation de la préparation à la réponse. Cette thèse apporte ainsi, pour la première fois, une description de l’organisation temporelle précoce du découplage sensoriel précédent l’experience de mind-wandering. En effet, le mind-wandering apparait comme étant fortement associé à une atténuation précoce et abrupte des processus sensoriels. Ainsi, le cours découplage sensoriel (quelques centaines de ms) peut alors entrainer un long et dramatique état de conscience tel que le mind-wandering. / Spontaneous psychological activity substantially contributes to our everyday experience of the external world. This thesis focuses on spontaneous attenuation of sensory processing in the human brain, an important determinant of attentional decoupling, which results in mind-wandering experience. Mind wandering is characterized by the spontaneous rise of thoughts unrelated with the ongoing task, which varies over time and interferes with the current cognitive processes. Some sensory decoupling processes arise very early after an event, whereas others, such as selective attention processes, take place later on. Previous research mainly focused on the general effects of mind-wandering on cognitive processing, but little is known about the early sensory processes during mind wandering and about their temporal dynamics. This thesis focuses on the study of the temporal development of early sensory attenuation previous to mind-wandering experiences. Specifically, we addressed whether this sensory attenuation is a process that develops gradually or whether it is an abrupt decoupling event that consequently triggers a global cognitive change towards a mind-wandering experience. We developed a new experimental approach, inspired by the classic sustained attention to response task (SART), based on the continuous, online assessment of individual psychophysical performance. Probe questions were asked whenever response times (RTs) exceeded 2 SD from the participant’s average RT. Results showed that mind-wandering reports were generally preceded by slower RTs, as compared to trials preceding on-task reports. Specifically, we could reliably predict mind-wandering episodes based on the response time difference between the last and the second-to-last trials. Thus, mind-wandering follow an abrupt increase in behavioral variability, lasting between 2.5 and 10 seconds. In a second study, we addressed the electrophysiological correlates of the dynamics of the sensory attenuation prior to mind-wandering experiences during the performance of a modified version of the RT task. We described the modulation of the brain activity in different regions of the visual cortex during mind-wandering episodes. We found modulations of components related to early sensory processing (increase of P1 and decrease of N1), shortly before participants reported mind-wandering episodes. This suggests a decrease of neural resources related with the early visual processing of the sensory input. Mind wandering also increased the amplitude of a late component peaking around 300-500 ms, perhaps because of increased preparation of response. Overall, this thesis provides for the first time a clear description of the early temporal organization of the sensory decoupling prior to mind-wandering experiences. In particular, mind wandering appears to be strongly linked to early, abrupt sensory attenuation. Thus, short-lasting sensory decoupling (a few hundreds ms) can thus determine a prolonged and dramatic consciousness state such as mind wandering.

La mémoire prospective (MP) est la capacité de se souvenir d’exécuter une action dans le futur. La MP se distingue de la mémoire rétrospective (MR) notamment par le fait que la récupération du souvenir doit être auto-initiée alors qu’on est occupé par une autre tâche. L’objectif principal de cette thèse est de mieux comprendre la communauté et la spécificité des processus mnésiques et de contrôle impliqués dans les situations de MP par rapport aux situations de MR comme une tâche de reconnaissance. La démarche est d’imbriquer une action planifiée dans des tâches dont la demande mnésique et la difficulté sont contrôlées. Nous étudions ainsi l’interférence réciproque entre la MP et la MR. Nous étudions également les stratégies de maintien en fonction de la présence ou non d’un indice d’exécution. Les données comportementales montrent que l’action est exécutée plus rapidement sans indice d’exécution qu’avec indice, ce qui suggère un maintien actif sans indice. La MR interfère avec les performances de MP. Les mesures du modèle DPSD de la MR montrent qu’imbriquer une action planifiée dans une tâche de reconnaissance module le contrôle de la décision de reconnaissance et que le maintien actif interfère avec la familiarité. Enfin les résultats électrophysiologiques montrent une positivité pariétale modulée à la fois par la récupération d’une action planifiée et par une tâche classique de reconnaissance. Ces résultats suggèrent 1) une communauté des processus mnésiques en MP et en MR, mais 2) qu’être dans un mode de fonctionnement plus contrôlé est une spécificité de la MP, et que 3) le maintien actif est une caractéristique importante de la MP. / Prospective memory (PM) refers to the ability to remember to perform an action at some point in the future. Prospective memory is distinct from retrospective memory (RM) particularly because retrieval of the memory must be self-initiated while being engaged in an ongoing task. The main goal of this thesis was to better understand shared and specific memory and control processes involved in PM situations compared to RM situations (e.g., a recognition task). Our approach was to use tasks whose memory demand and difficulty were controlled and in which an intended action was embodied. This allows to study the mutual interference between PM and RM. We also studied maintenance strategies while manipulating the presence of an execution cue. Behavioural data showed that execution of the intended action was faster without than with a cue: this suggests active maintenance without an execution cue. RM interferes with PM performance. Measurements of the DPSD model showed that the embodiment of an intended action in a recognition task influences the control of the recognition decision, and that active maintenance interferes with familiarity. Finally, electrophysiological data show a parietal positivity modulated by the retrieval of an intended action and by a recognition task. These results support the idea that 1) PM and RM share common memory processes, but 2) that PM specifically forces a more controlled operating mode, and that 3) active maintenance is an important characteristic of PM.

La particularité du temps est de n’être l’objet d’aucun système sensoriel, contrairement aux stimulations lumineuses ou sonores. Quelles sont les opérations cognitives, en dehors de l’horloge interne, qui sont impliquées dans le fait que nous soyons capables de dire qu’une durée est plus courte qu’une autre ? Quelle est la dynamique de ces processus ? Pour le déterminer, nous nous sommes basés sur l’étude du comportement et des potentiels évoqués dans des tâches de discrimination temporelle. Plusieurs objectifs ont été poursuivis. Premièrement, il s’agissait de déterminer les processus, ainsi que leur dynamique, pouvant être mis en évidence dans la manipulation de l’information temporelle. Un deuxième objectif consistait à préciser l’impact du contexte sur le recrutement et la dynamique de ces processus. Un dernier objectif était d’explorer l’effet de la durée présentée et celui de la consigne sur les processus impliqués dans le traitement temporel et sur leur dynamique. Les résultats principaux sont les suivants. Premièrement, des composantes évoquées frontopariétales indexaient la comparaison, la prise de décision, l’attention et la mémoire de travail. Deuxièmement, ces activités étaient modulées par la saillance perceptive. En outre, une durée particulièrement saillante permet de terminer la comparaison avant la fin du stimulus. Troisièmement, le contexte de présentation modulait les activités évoquées associées au moment où la décision est prise. En conclusion, cette thèse met en évidence que les processus à l’œuvre dans la perception temporelle ne sont pas spécifiques au traitement des durées, comme l’attention et la mémoire de travail. / The peculiarity of time is that it is not the object of any sensory system, contrary to the stimuli consisting of light or sound. What cognitive operations, apart from the internal clock, are involved in the fact that we are able to say that one duration is shorter than another? What is the dynamic of these processes? To determine it, we have based ourselves on the study of the behavior and the event-related potentials in several tasks of temporal discrimination. Several objectives were adressed. The first objective was to determining the processes and associated ERPs, as well as their dynamics that can be demonstrated in the manipulation of the temporal information. A second aim was to specify the impact of the context on recruitment and the dynamics of these processes. A final objective was to investigate the effect of the duration presented and that of the instruction on the processes involved in the temporal treatment as well as on their dynamics. The main results are as follows. First, frontoparietal event-related components indexed comparison, decision making, orientation of attention and working memory. Secondly, these activities were modulated by the perceptual salience of a duration. Moreover, a particularly salient duration allow the end of the comparison before the end of the stimulus. Third, the impact of the presentation context modulated the evoked activities associated at the time the decision is made. In conclusion, this thesis shows that the processes at work in time perception are not specific to the treatment of durations, such as attention and working memory.

L’hyperacousie est définie comme une hypersensibilité aux sons d’intensité modérée. Il s’agit d’un trouble de la perception auditive qui a des répercussions néfastes sur la qualité de vie des patients. Un mécanisme impliquerait la modification du gain central des neurones auditifs centraux sous l'influence des régions cérébrales non auditives. Toutefois, la question de l'endroit où ces anomalies surviennent dans le système auditif reste ouverte, plus particulièrement lorsque l'hyperacousie survient sans perte auditive neurosensorielle. Nous avons utilisé un modèle animal d’hyperacousie réversible et sans perte audiométrique, induit par injection aigue de salicylate. Nous avons observé un raccourcissement significatif de la latence des ondes III et IV des PEA aux fréquences inférieures à 10 kHz corrélé à une diminution de 15 dB du seuil de réflexe de sursaut acoustique à basses fréquences. La diminution de l’efficacité du réflexe musculaire de l’oreille moyenne suite à l’injection de salicylate semble trop modérée pour expliquer l'hyperacousie, qui semble plutôt être causée par une altération du codage temporo-spatial de la sonie dans le tronc cérébral. L’hyperacousie fait partie des troubles de perception retrouvés dans la migraine, nous avons étudié les changements physiologiques auditifs dans un modèle animal de migraine induit par administration extradurale de soupe inflammatoire. Dans un contexte migraineux, aucun des paramètres modifiés par le salicylate n'est affecté de sorte que l'hypersensibilité au son est plutôt une phonophobie, réponse émotionnelle au son résultant d’une activation anormale du système limbique et du système nerveux autonome. / Hyperacusis is a disorder of loudness perception defined as decreased tolerance to ordinary environmental sounds that are felt as disagreeable, or even, unbearably painful. The idea that hyperacusis is underpinned by an increase in central auditory gain is now widely invoked. Besides, the neural bases of this gain abnormality remain unclear, as well as more generally the mechanisms of loudness perception. We used an animal model of reversible and hearing-loss-free hyperacusis induced by acute salicylate injection. We observed a significant shortening of the latency of ABR waves III and IV at frequencies below 10 kHz correlated to a 15 dB decrease of the threshold of acoustic startle reflex at low frequencies and without sensorineural hearing loss. The decreased effectiveness of middle ear muscle reflex following salicylate injection seems too moderate for explaining hyperacusis, which is more likely produced by impaired temporo-spatial loudness coding with a brainstem origin. Hyperacusis is one of the perceptual disorders found in migraine. We studied auditory physiological changes in an animal model of migraine induced by extradural administration of inflammatory soup. In a migraine context, none of the salicylate-induced changes was observed so that the reaction to sound is likely closer to phonophobia, an emotional response to sound resulting from abnormal activation of the limbic system and the autonomic nervous system.

La reconnaissance experte de l'expression faciale est cruciale pour l'interaction et la communication sociale. Le comportement, les potentiels évoqués (ERP), et les techniques d’oculométrie peuvent être utilisés pour étudier les mécanismes cérébraux qui participent au traitement visuel automatique. La reconnaissance d'expressions faciales implique non seulement l'extraction d'informations à partir de caractéristiques faciales diagnostiques, stratégie qualifiée de traitement local, mais aussi l'intégration d'informations globales impliquant des traitements configuraux. Des nombreuses recherches concernant le traitement des informations faciales émotionnelles il apparaît que l’interaction des traitements locaux et configuraux pour la reconnaissance des émotions est mal comprise. La complexité inhérente à l'intégration de l'information faciale est mise en lumière lorsque l'on compare la performance de sujets sains et d’individus atteints de schizophrénie, car ces derniers ont tendance à s’attarder sur quelques éléments locaux, parfois peu informatifs. Les différentes façons d'examiner les visages peuvent avoir un impact sur la capacité socio-cognitive de reconnaître les émotions. Pour ces raisons, cette thèse étudie le rôle des caractéristiques diagnostiques et configurales dans la reconnaissance de l'expression faciale. En plus des aspects comportementaux, nous avons donc examiné la dynamique spatiale et temporelle des fixations à l’aide de mesures oculométriques, ainsi que l’activité électrophysiologique précoce considérant plus particulièrement les composantes P100 et N170. Nous avons créé de nouveaux stimuli des esquisses par une transformation numérique de portraits photos en esquisses, pour des visages exprimant colère, tristesse, peur, joie ou neutralité, issus de la base Radboud Faces Database, en supprimant les informations de texture du visage et ne conservant que les caractéristiques diagnostiques (yeux et sourcils, nez, bouche). Ces esquisses altèrent le traitement configural en comparaison avec les visages photographiques, ce qui augmente le traitement des caractéristiques diagnostiques par traitement élémentaire, en contrepartie. La comparaison directe des mesures neurocognitives entre les esquisses et les visages photographiques exprimant des émotions de base n'a jamais été testée, à notre connaissance. Dans cette thèse, nous avons examiné (i) les fixations oculaires en fonction du type de stimulus, (ii) la réponse électrique aux manipulations expérimentales telles que l'inversion et la déconfiguration du visage. Concernant, les résultats comportementaux montrent que les esquisses de visage transmettent suffisamment d'information expressive (compte tenu de la présence des caractéristiques diagnostiques) pour la reconnaissance des émotions en comparaison des visages photographiques. Notons que, comme attendu, il y avait un net avantage de la reconnaissance des émotions pour les expressions heureuses par rapport aux autres émotions. En revanche, reconnaître des visages tristes et en colère était plus difficile. Ayant analysé séparément les fixations successives, les résultats indiquent que les participants ont adopté un traitement plus local des visages croqués et photographiés lors de la deuxième fixation. Néanmoins, l'extraction de l'information des yeux est nécessaire lorsque l'expression transmet des informations émotionnelles plus complexes et lorsque les stimuli sont simplifiés comme dans les esquisses. Les résultats de l’électroencéphalographie suggèrent également que les esquisses ont engendré plus de traitement basé sur les parties. Les éléments transmis par les traits diagnostiques pourraient avoir fait l'objet d'un traitement précoce, probablement dû à des informations de bas niveau durant la fenêtre temporelle de la P100, suivi d'un décodage ultérieur de la structure faciale dans la fenêtre temporelle de la N170. / Proficient recognition of facial expression is crucial for social interaction. Behaviour, event-related potentials (ERPs), and eye-tracking techniques can be used to investigate the underlying brain mechanisms supporting this seemingly effortless processing of facial expression. Facial expression recognition involves not only the extraction of expressive information from diagnostic facial features, known as part-based processing, but also the integration of featural information, known as configural processing. Despite the critical role of diagnostic features in emotion recognition and extensive research in this area, it is still not known how the brain decodes configural information in terms of emotion recognition. The complexity of facial information integration becomes evident when comparing performance between healthy subjects and individuals with schizophrenia because those patients tend to process featural information on emotional faces. The different ways in examining faces possibly impact on social-cognitive ability in recognizing emotions. Therefore, this thesis investigates the role of diagnostic features and face configuration in the recognition of facial expression. In addition to behavior, we examined both the spatiotemporal dynamics of fixations using eye-tracking, and early neurocognitive sensitivity to face as indexed by the P100 and N170 ERP components. In order to address the questions, we built a new set of sketch face stimuli by transforming photographed faces from the Radboud Faces Database through the removal of facial texture and retaining only the diagnostic features (e.g., eyes, nose, mouth) with neutral and four facial expressions - anger, sadness, fear, happiness. Sketch faces supposedly impair configural processing in comparison with photographed faces, resulting in increased sensitivity to diagnostic features through part-based processing. The direct comparison of neurocognitive measures between sketch and photographed faces expressing basic emotions has never been tested. In this thesis, we examined (i) eye fixations as a function of stimulus type, and (ii) neuroelectric response to experimental manipulations such face inversion and deconfiguration. The use of these methods aimed to reveal which face processing drives emotion recognition and to establish neurocognitive markers of emotional sketch and photographed faces processing. Overall, the behavioral results showed that sketch faces convey sufficient expressive information (content of diagnostic features) as in photographed faces for emotion recognition. There was a clear emotion recognition advantage for happy expressions as compared to other emotions. In contrast, recognizing sad and angry faces was more difficult. Concomitantly, results of eye-tracking showed that participants employed more part-based processing on sketch and photographed faces during second fixation. The extracting information from the eyes is needed when the expression conveys more complex emotional information and when stimuli are impoverished (e.g., sketch). Using electroencephalographic (EEG), the P100 and N170 components are used to study the effect of stimulus type (sketch, photographed), orientation (inverted, upright), and deconfiguration, and possible interactions. Results also suggest that sketch faces evoked more part-based processing. The cues conveyed by diagnostic features might have been subjected to early processing, likely driven by low-level information during P100 time window, followed by a later decoding of facial structure and its emotional content in the N170 time window. In sum, this thesis helped elucidate elements of the debate about configural and part-based face processing for emotion recognition, and extend our current understanding of the role of diagnostic features and configural information during neurocognitive processing of facial expressions of emotion.

Malgré les récents progrès dans la prise en charge des patients en réanimation, la mortalité en réanimation reste élevée: environ 30%. L’atteinte cérébrale en est un déterminant majeur. Le concept de l'implication d'un dysfonctionnement du tronc cérébral dans la survenue de la mort en réanimation est bien établi. Cependant, les signatures neurophysiologiques de cette atteinte du tronc cérébral ne sont pas encore bien caractérisées. Certains paramètres de l'électroencéphalogramme (EEG) et des potentiels évoqués (PE) pourraient permettre l'évaluation de l'état fonctionnel du tronc cérébral en réanimation. La réactivité de l'EEG aux stimulations nociceptives permet de tester le fonctionnement du tronc cérébral par la voie extra-lemniscale (spino-thalamique). Les potentiels somesthésiques (PES) et auditifs précoces (PEAP) explorent respectivement les voies lemniscale médiane et lemniscale latérale dans le tronc cérébral.Dans les travaux présentés ici, nous avons évalué les anomalies de réponses neurophysiologiques du tronc cérébral et leur impact sur le pronostic dans différentes cohortes de patients en soins intensifs. En effet, le manque de réactivité de l'EEG à la stimulation douloureuse, ainsi que l'allongement du temps de conduction subcortico-corticale (PES P14-N20_ IPL) ont été chacun indépendamment corrélé à la mort en réanimation. L'allongement du temps de conduction ponto-mésencéphalique (PEAP III-V _ IPL) a tendance à être associé à l'apparition du délire ou du réveil retardé. Nos travaux fournissent des substrats neurophysiologiques des dysfonctionnements du tronc cérébral observés chez les patients gravement malades et leur relation avec le pronostic. Des études avec d'autres marqueurs neurophysiologiques ciblant le tronc cérébral comme les enregistrements du réflexe de clignement, des PE laser et des PE respiratoires, sont nécessaires. / Despite recent progress in the management of critically ill patients, mortality in the ICU remains high (around 30%). Neurological impairment is a major determinant of mortality in ICU. It has been hypothesithed that brainstem dysfunction might play a role in mortality in the ICU. However, neurophysiological signatures of brainstem failure in ICU patients have not yet been characterized. Electroencephalogram (EEG) and sensorial evoked potentials (EP) parameters could enable the assessment of the functional status of the brainstem at the bedside in the ICU. EEG reativity to intense painful stimuli allows testing the proper functioning of the brainstem via the extra-lemniscal pathway (spino-thalamic). Somatosensory (SSEP) and brainstem auditory (BAEP) evoked potentials respectively explore the median lemniscal and the lateral lemniscal pathways within the brainstem.In the works presented here, we assessed brainstem neurophysiological responses' and their impact on prognosis in various cohorts of critically ill patients. A lack of EEG reactivity to painful stimulation as well as the lengthening of subcortico-cortical conduction time (SSEP P14-N20_ IPL) was each independantly correlated with death in the ICU. The lengthening of ponto-mesencephalic conduction time (BAEP III-V _ IPL) tended to be associated with the onset of delirium or delayed awakening. Our work provides neurophysiological substratum for the concept of the brainstem dysfunctions in critically ill patients and their relationship with prognosis. Supplemental studies with other neurophysiological markers involving the brainstem such as recordings of blink reflexes, laser EP and respiratory EP, are needed to confirm these results.

Le présent projet de thèse a pour objectif de cerner le rôle (activation ou protection) du complexe-k évoqué et du complexe-k spontané dans le sommeil chez de bons dormeurs et de déterminer si ce rôle se maintient chez des individus souffrant d'insomnie primaire. Les résultats indiquent un ralentissement de l'activité corticale suivant la présence d'un complexe-k spontané (augmentation de l'activité delta et diminution de l'activité theta, alpha, sigma et beta) et d'un complexe-k évoqué (augmentation de l'activité delta et diminution de l'activité theta, sigma, beta et gamma) chez de bons dormeurs. Ces changements dans l'activité EEG suggèrent que le sommeil est plus profond suivant ces deux types de complexe-k qu'à leur niveau de base. Ces résultats appuient le rôle de protection dans le sommeil du complexe-k spontané et du complexe-k évoqué. Également, contrairement à ce qui était prévu, des changements dans l'activité corticale similaires à ceux mesurés chez de bons dormeurs ont été observés chez des personnes souffrant d'insomnie primaire. En lien avec le modèle neurocognitif de l'insomnie, il semble ainsi que l'amplification du traitement de l'information présumée dans l'insomnie ne soit pas reflétée au niveau du complexe-k. Ces résultats suggèrent qu'il n'y a pas de déficit relié au complexe-k dans l'insomnie, tel que mesuré par les changements de l'activité corticale entourant leur présence. Plutôt, le rôle de protection dans le sommeil du complexe-k spontané et du complexe-k évoqué semble se maintenir chez des personnes souffrant d'insomnie primaire.

La compréhension actuelle de l'état comateux est très limitée. La technique des potentiels évoqués s'est démontrée des plus prometteuses en vue de l'élaboration du pronostic des patients en coma. La MMN, une onde cognitive auditive, est perçue comme reflétant un processus automatique de sélection dans le cortex auditif primaire, pouvant être enregistrée sans que le sujet porte attention au stimulus. Quelques études ont rapportées que la présence d'une MMN chez les patients comateux est un facteur de pronostic favorable. Ce mémoire vise à répliquer les résultats des études antérieures, avec un contrôle optimal des paramètres d'enregistrements, sur un échantillon composé de 16 enregistrements provenant de patients ayant subi un traumatisme craniocérébral (TCC) modéré à sévère à différents niveaux de conscience. Les conclusions soulèvent l'intérêt de la MMN pour la validation du niveau conscience des patients et l'évaluation du traitement cognitif dans le cortex auditif durant les différents états de conscience.

Le traitement de l’épilepsie chez le jeune enfant représente un enjeu majeur pour le développement de ce dernier. Chez la grande majorité des enfants atteints de spasmes infantiles et chez plusieurs atteints de crises partielles complexes réfractaires, le vigabatrin (VGB) représente un traitement incontournable. Cette médication, ayant démontré un haut taux d’efficacité chez cette population, semble toutefois mener à une atteinte du champ visuel périphérique souvent asymptomatique. L’évaluation clinique des champs visuels avec la périmétrie chez les patients de moins de neuf ans d’âge développemental est toutefois très difficile, voire impossible. Les études électrophysiologiques classiques menées auprès de la population épileptique pédiatrique suggèrent l’atteinte des structures liées aux cônes de la rétine. Les protocoles standards ne sont toutefois pas spécifiques aux champs visuels et les déficits soulignés ne concordent pas avec l’atteinte périphérique observée. Cette thèse vise donc à élaborer une tâche adaptée à l’évaluation des champs visuels chez les enfants en utilisant un protocole objectif, rapide et spécifique aux champs visuels à partir des potentiels évoqués visuels (PEVs) et à évaluer, à l’aide de cette méthode, les effets neurotoxiques à long terme du VGB chez des enfants épileptiques exposés en bas âge. La validation de la méthode est présentée dans le premier article. La stimulation est constituée de deux cercles concentriques faits de damiers à renversement de phase alternant à différentes fréquences temporelles. La passation de la tâche chez l’adulte permet de constater qu’une seule électrode corticale (Oz) est nécessaire à l’enregistrement simultané des réponses du champ visuel central et périphérique et qu’il est possible de recueillir les réponses électrophysiologiques très rapidement grâces l’utilisation de l’état-stationnaire (steady-state). La comparaison des données d’enfants et d’adultes normaux permet de constater que les réponses recueillies au sein des deux régions visuelles ne dépendent ni de l’âge ni du sexe. Les réponses centrales sont aussi corrélées à l’acuité visuelle. De plus, la validité de cette méthode est corroborée auprès d’adolescents ayant reçu un diagnostic clinique d’un déficit visuel central ou périphérique. En somme, la méthode validée permet d’évaluer adéquatement les champs visuels corticaux central et périphérique simultanément et rapidement, tant chez les adultes que chez les enfants. Le second article de cette thèse porte sur l’évaluation des champs visuels, grâce à la méthode préalablement validée, d’enfants épileptiques exposés au VGB en jeune âge en comparaison avec des enfants épileptiques exposés à d’autres antiépileptiques et à des enfants neurologiquement sains. La méthode a été bonifiée grâce à la variation du contraste et à l’enregistrement simultané de la réponse rétinienne. On trouve que la réponse corticale centrale est diminuée à haut et à moyen contrastes chez les enfants exposés au VGB et à haut contraste chez les enfants exposés à d’autres antiépileptiques. Le gain de contraste est altéré au sein des deux groupes d’enfants épileptiques. Par contre, l’absence de différences entre les deux groupes neurologiquement atteints ne permet pas de faire la distinction entre l’effet de la médication et celui de la maladie. De plus, la réponse rétinienne périphérique est atteinte chez les enfants épileptiques exposés au Sabril® en comparaison avec les enfants neurologiquement sains. La réponse rétinienne périphérique semble liée à la durée d’exposition à la médication. Ces résultats corroborent ceux rapportés dans la littérature. En somme, les résultats de cette thèse offrent une méthode complémentaire, rapide, fiable, objective à celles connues pour l’évaluation des champs visuels chez les enfants. Ils apportent aussi un éclairage nouveau sur les impacts à long terme possibles chez les enfants exposés au VGB dans la petite enfance. / Epilepsy control is a major issue for the normal development in children. For the vast majority of children with infantile spasms and for some with refractory complex partial seizures, vigabatrin (VGB) represents the main treatment. VGB, which have shown high efficiency rate in this population, may, however, induce a peripheral visual field deficit, often asymptomatic. Clinical visual field assessment with perimetry is practically impossible in patients less than nine years of developmental age. Electrophysiological studies in epileptic children suggest an impact on the retinal structures related to the cones. However, standard protocols are not field-specific and the deficits reported in the literature are not coherent with the peripheral deficit observed. Thus, this thesis aims to develop a fast and efficient electrophysiological protocol to examine the visual field’s integrity, which would be useful in pediatric testing and to assess the visual field long-term effects of the VGB in school-aged epileptic children exposed early in life. The first article concerns the method’s validation. The stimulation is made of two high-contrast radial checks reversing at two different temporal frequencies. Adult testing reveals that only one electrode (Oz) is needed to record simultaneously both central and peripheral visual fields and that steady-state use allows fast gathering of both electrophysiological responses. No effect of age or sex was found in the comparison of adult and child’ responses. Moreover, the visual acuity, as calculated by the binocular visual acuity index, was related to the central signal when comparing healthy participants with central visual impaired adolescents. Our method presents several advantages in evaluating visual fields integrity, as it is fast, reliable and efficient, and applicable in children. The aim of the second article of the thesis is the assessment of the long term visual effect on the visual field in children exposed to VGB in infancy in comparison to epileptic children exposed to other antiepileptics and with healthy children using the previously validated electrophysiology method with the addition of contrast variation and simultaneous recording of electroretinograms. Results reveal a cortical central deficit at high and mid-range contrast in VGB exposed-children and at high contrast in other antiepileptic exposed group. The contrast gain is also affected in both epileptic groups. The absence of difference between both epileptic groups does not allow distinguishing the impact of medication and/or seizure disorder. The peripheral retinal response is also altered in the VGB-exposed group in comparison to the healthy group. The peripheral retinal response is related to the exposition duration. This result concurs with previous studies in the literature. Finally, the results of the thesis offer an objective, fast, efficient and alternative method to assess visual fields in children. They also bring a new point of view on the likely long term impacts of the VGB in children exposed in infancy.

réalisé en co-tutelle avec l'Université François-Rabelais de Tours / L’objectif général de cette thèse était de tester l’efficacité d’un entraînement exécutif ainsi que de tester les transferts des bénéfices de cet entraînement sur d’autres fonctions cognitives notamment la mémoire épisodique au niveau comportemental et électrophysiologique chez des adultes âgés. Pour cela, des effets test-retest ont été observés lors de la passation d’un même test de façon consécutive. Ainsi, la création de nouveaux tests pour confectionner le programme d’entraînement a été nécessaire pour ne pas avoir ces effets tests re-tests lors de la passation des pré-tests et des post-tests. Les entraînements exécutifs ont permis l’amélioration du fonctionnement exécutif mais aussi l’amélioration de la vitesse de traitement, et ces bénéfices ont permis l’annulation des effets d’âge dans le groupe entraîné sur une fonction exécutive : la mise à jour de la mémoire de travail. De plus, des effets de transfert ont été obtenus sur l’utilisation stratégique lors de l’encodage d’information en mémoire épisodique. Plus précisément, les adultes âgés entraînés utilisaient plus de stratégies d’encodages efficaces (encodage profond de type imagerie mentale ou phrase) après l’entraînement exécutif et l’utilisation de ces stratégies était plus efficace. Au niveau cérébral, l’entraînement exécutif semble engendrer des processus de spécialisation cérébrale se traduisant par une diminution de l’activité cérébrale de certaines zones cérébrales. Ce travail de thèse incite le développement de programmes d’entraînement des fonctions exécutives qui semblent permettre des effets de transfert à des tâches non entraînées et ces bénéfices semblent aussi modifier le fonctionnement cérébral, ce qui suppose un effet plus durable. Ceci confirme l’idée qu’un environnement stimulant cognitivement est en lien avec de bonnes capacités cognitives et contribue à un vieillissement réussi. / The main objective of this thesis was to test the efficiency of an executive training program and the transfer effects of this program on other cognitive functions, in particular episodic memory strategies and performance. The present work was based on behavioral and electrophysiological data. Practice effects of executive tests have been first tested in young and older adults. Two tests have been practiced across ten practice sessions, and the results showed that the executive functions scores increased after practice, more for the older adults than for the younger ones. In order to develop an executive training program requiring several different tests, we have created new executive tests. The psychometric validity of these tests has been verified and confirmed. These tests have been used for our executive program. Thus, if training effects appeared following this program, they will not be due to the practice of a unique test. Eight sessions of executive stimulation with our new tests have allowed older adults increasing their executive functioning, measured by tests which were different from those employed in the training program (near transfer effects). Other cognitive functions were also improved, as processing speed and episodic memory. For the first time in the literature, far transfer effect have been found memory strategy efficiency and memory performance. More especially, the older adults trained group used more efficient memory strategies (mental imagery or making sentence with the words to be learnt) after the executive training program, and these strategies were more efficient to recall the words. Thus, the memory performance was increased in this group, in comparison the older adults group who did not participate to the training program. At a cerebral level, the executive training seems to decrease the duration of the cerebral activity for the same memory task. However, these results must to be taken with caution and require further analyses to be interpreted correctly. The results of this thesis encourages the development of training programs for executive functions which allows the transfer effects to untrained tasks. These benefits also appear to modify the brain functioning, which implies a longer lasting benefit effect. This work supports the idea that a cognitively stimulating environment is in line with higher cognitive abilities and contributes to successful aging