L’objectif premier convoité par ce projet de recherche consistait à objectiver plus précisément, au moyen de mesures basées sur la performance, les possibles atteintes cognitives associées à l’insomnie. À cette fin, trois tâches cognitives ont été développées. Ces dernières avaient pour particularité de solliciter conjointement la fonction attentionnelle de la vigilance et un processus cognitif spécifique. En s’appuyant sur les trois systèmes mnésiques avancés par le modèle d’Atkinson et Shiffrin (1968), les processus cognitifs précisément ciblés renvoyaient respectivement à: 1) l’orientation automatique de l’attention, 2) la mémoire de travail visuo-spatiale, et 3) la mémoire sémantique. Dans l’éventualité où ces tâches menaient effectivement à une objectivation davantage manifeste des possibles défaillances cognitives accompagnant l’insomnie, le deuxième objectif poursuivi par ce projet veillait à déterminer si ces épreuves permettaient d’apprécier l’efficacité de la thérapie cognitive-comportementale pour l’insomnie. Conformément à ses objectifs, la capacité des trois tâches à détecter la présence d’atteintes cognitives a été étudiée de façon séquentielle, au moyen de trois paradigmes distincts de privation de sommeil: privation de sommeil totale, privation de sommeil partielle et insomnie. C’est ainsi que la sensibilité des trois tâches a d’abord été examinée auprès d’individus ayant subi une privation de sommeil totale (étude 1: devis pré-test post-test sans condition témoin comprenant une nuit sans possibilité de sommeil et une nuit régulière de sommeil). Les mesures s’étant révélées les plus sensibles ont ensuite été incluses et évaluées au sein de la deuxième étude, laquelle mettait de l’avant une privation de sommeil partielle (étude 2: devis pré-test post-test comprenant une nuit limitée à quatre heures de sommeil et une nuit régulière de sommeil). Enfin, les tâches ayant affiché les meilleures capacités à déceler les atteintes cognitives résultant d’une privation de sommeil partielle ont été incorporées au sein de la dernière étude, une étude à visée exploratoire portant sur l’insomnie (étude 3: cinq études de cas de participants présentant un diagnostic d’insomnie investiguées sous un devis pré-test post-test sans condition témoin comprenant l’administration d’une thérapie cognitive-comportementale pour l’insomnie). Les première et deuxième études ont validé l’effet de la privation de sommeil totale et partielle dans le déclin des performances cognitives. D’une part, une diminution significative de la performance, mesurée soit en termes d’exactitude des réponses ou en termes de temps de réaction, a été observée suite à une nuit de privation de sommeil totale et ce, pour chacune des trois tâches évaluées. D’autre part, une tendance similaire, bien que moins marquée, a été notée suite à une nuit de privation de sommeil partielle, où seulement certaines mesures de performance de certaines tâches ont rejoint le seuil de signification statistique. La troisième étude traitant de l’insomnie a quant à elle révélé une atteinte significative des capacités de vigilance des participants aux mesures pré-traitement. Ces capacités se sont toutefois significativement améliorées au terme de la thérapie cognitive-comportementale pour l’insomnie. Dans l’ensemble, les résultats de ce travail suggèrent que le développement de tâches cognitives destinées à l’évaluation de fonctions cognitives rigoureusement définies semble conduire à une meilleure compréhension des atteintes cognitives accompagnant la privation de sommeil et l’insomnie, tout en offrant l’avantage de mesurer l’efficacité d’interventions destinées au traitement de l’insomnie.

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

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

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S'il est de plus en plus évident que le sommeil joue un rôle crucial dans la consolidation de la mémoire, nous ne connaissons toujours pas le rôle exact joué par le sommeil lors de ce processus. L'objectif de ma thèse a été de mieux comprendre les interactions sommeil/mémoire. Pour cela, nous avons choisi d'étudier chez la drosophile l'effet de courtes privations de sommeil sur la consolidation de la mémoire aversive olfactive. Nous avons utilisé un protocole de conditionnement pavlovien qui permet aux drosophiles d'associer une odeur à des chocs électriques. En fonction du conditionnement qui est réalisé, deux types de mémoires consolidées peuvent être formées: la Mémoire Résistante à l'Anesthésie (MRA) et la Mémoire à Long Terme (MLT). Contrairement à la MRA, la MLT dont la formation est dépendante d'une néo synthèse protéique est couteuse en énergie. Les résultats obtenus démontrent que MRA et MLT sont toutes deux affectées par de courtes privation de sommeil, mais qu'elles deviennent insensibles à de telles privations si le test mnésique est réalisé en fin de journée. Ces résultats mettent à jour : i) une interaction fonctionnelle entre les étapes de consolidation et de rappel mnésiques, et ii) l'influence de facteurs circadiens sur la sensibilité de la mémoire aux privations de sommeil. De plus, mes résultats montrent qu'une privation de sommeil ayant lieu juste après le conditionnement exerce un effet bénéfique sur la consolidation de la mémoire. Ce travail met donc en évidence la corrélation complexe qui existe entre le rythme circadien, le sommeil, et les étapes de consolidation et de rappel des mémoires consolidées

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Les altérations du cycle veille/sommeil sont fréquentes dans le milieu militaire. Elles induisent une dégradation des performances, et peuvent potentiellement causer des conséquences sur l’état de santé à long terme des personnels. Ce travail de thèse a pour objectif d’évaluer deux contre-mesures, l’effet de 6 nuits d’extension de sommeil d’une part et les effets de 8 semaines d’entrainement physique d’autre part sur la performance cognitive (attention soutenue, inhibition, mémoire de travail), la pression de sommeil, les réponses endocriniennes et inflammatoires, et la fonction neuromusculaire au cours d’une privation totale de sommeil et de la récupération subséquente. Les résultats principaux mettent en évidence que six nuits d’extension de sommeil ont pour effet de limiter (i) la dégradation de la performance cognitive (attention soutenue et mémoire de travail) et physique, (ii) l’apparition de micro-sommeils observées au cours d’une période de privation totale de sommeil. L’extension de sommeil a également induit une diminution des concentrations circulantes de prolactine et une augmentation des concentrations circulantes d’IGF-1. Les résultats ont également montré que 8 semaines d’entrainement physique permettent de limiter la dégradation de la performance psychomotrice (i.e. conduite simulée) induite par la privation totale de sommeil sans modifications significatives des réponses endocriniennes. Ainsi, ces types de stratégies préventives permettraient de limiter les dégradations de la performance et pourraient être combinées à des contre-mesures nutritionnelles et/ou pharmacologiques / The alterations of sleep/wake cycle are frequent in military area. They induce performance degradation and can potentially induced some consequences on health status in the long-term among military personnel. The aim of this thesis work is to assess two countermeasures, the effects of six nights of sleep extension and the effects of 8 weeks of physical training on cognitive performance (sustained attention, inhibition, working memory), sleep pressure, hormonal and inflammatory responses and neuromuscular function during total sleep deprivation and the subsequent period. The main results are that 6 nights of sleep extension limit (i) degradation of cognitive performance (sustained attention and working memory) and physical performance, (ii) involuntary micro-sleeps during total sleep deprivation period. Likewise, the sleep extension induces a decrease of circulating prolactin concentration and an increase of circulating IGF-1 concentration. Results have shown that 8 weeks of physical training limit the degradation of psychomotor performance (i.e. simulated driving) induced by total sleep deprivation without changes in hormonal responses. Thus these kinds of preventives strategies would limit the performance degradation and could be combined with nutritional and/or pharmacological countermeasures

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Une propriété des astrocytes réside dans leur organisation en réseaux grâce à la présence de jonctions communicantes (CJ) composées par les connexines (Cxs) 43 et 30. A partir de l’observation indiquant que les ARN messagers codant pour la Cx30, mais pas ceux pour la Cx43, sont augmentés suite à une privation de sommeil (PDS), l’objectif de ma thèse a été de déterminer si et comment la Cx30 est impliquée dans la régulation du cycle veille-sommeil. D'abord, mon travail a consisté à analyser les effets de molécules qui perturbent veille-sommeil sur CJ astrocytaire étudiée dans des tranches aigues de cortex de souris. J’ai observé que le modafinil, un psychostimulant, augmentent la CJ. Par contre le GHB (acide γ-Hydroxybutyric), un agent qui induit le sommeil, et deux anesthésiques généraux, le propofol et la kétamine, ont des effets opposés. Ces résultats suggèrent que les réseaux astrocytaires sont régulés de manière différentielle par des drogues qui perturbent veille-sommeil. Et ensuite, ma thèse a consisté à étudier le rôle de la Cx30 en utilisant des souris dont le gène codant pour cette Cx a été invalidé (Cx30 KO). Les Cx30 KOs présentent un déficit dans le maintien de l’éveil lors d’épisodes de forte pression de sommeil: Cx30 KO présentent une augmentation du sommeil à ondes lentes pendant une PDS et elles requièrent un plus grand nombre de stimuli pour rester éveillée lors d’une PDS «douce». Afin d’identifier les causes de ce déficit nous avons observé que: 1) le CJ est augmenté après une PDS et cette augmentation ne s’observe que lorsque la Cx30 est présente 2) le niveau d’expression des ARN messagers de 7 gènes impliqués dans le métabolisme énergétique cérébral est diminué dans plusieurs régions du cerveau chez Cx30 KO. En résumé, ces résultats suggèrent que la Cx30 joue un rôle important dans la régulation du veille-sommeil, probablement en contribuant à la fonction métabolique des astrocytes, ceci afin de répondre à une demande énergétique accrue lors de situations de forte pression de sommeil. / Astrocytes are organized in networks via gap junction channels constituted by connexin (Cx) 30 and Cx43. Since we observed that the mRNA expression of Cx30, but not Cx43, was enhanced after sleep deprivations (SD) in the mouse cortex and hippocampus, the goal of my thesis was to investigate whether and how Cx30 is involved in sleep homeostasis. First, I investigated the effects of sleep/wake-affecting molecules on gap junctional communication (GJC) of astrocytes in acute slices of the mouse cortex. We found that modafinil, a wakefulness-promoting drug, enhanced astroglial GJC, whereas γ-Hydroxybutyric acid (GHB), a sleep-promoting agent, and two general anesthetics, propofol and ketamine, decreased GJC, suggesting that astroglial networks are bidirectionally regulated by sleep/wake-affecting drugs. Then I addressed the role of Cx30 using Cx30 knockout (KO) mice. Compared to wild type (WT) mice, Cx30 KO exhibited a deficit in maintaining wakefulness during periods of high sleep pressure: they needed more stimuli to be maintained awake during gentle SD and they exhibited an increase in slow wave sleep during instrumental SD. To probe the possible causes of the phenotype, we found that: 1) astroglial GJC was enhanced in WT mice after SD, and such enhancement depended on both neuronal activity and the presence of Cx30; 2) mRNA levels of several genes involved in brain energy metabolism were decreased in multiple brain structures of the Cx30 KO. In summary, these results suggest that astroglial Cx30 plays an important role in sleep homeostasis, possibly by enhancing astroglial metabolic functions to fulfil the high energy demand during periods of elevated sleep pressure.