La scoliose idiopathique de l’adolescent est caractérisée par une déformation en trois dimensions de la colonne vertébrale. Les causes qui expliquent l'apparition de la scoliose demeurent encore aujourd’hui incertaines, ce qui suggère que l’étiologie de la pathologie est d’ordre multifactoriel. (Lowe et al., 2000). Il a été démontré que les patients atteints de la scoliose idiopathique voient leur contrôle postural affecté lorsque leurs informations sensorielles sont manipulées (Simoneau et al., 2006). Le but de cette étude était d’évaluer si les patients atteints de scoliose idiopathique utilisent davantage les informations vestibulaires que les informations proprioceptives pour contrôler leur équilibre. La stimulation galvanique vestibulaire a été utilisée afin d’engendrer une réponse vestibulomotrice lors de trois conditions : debout, assis stable et assis instable. De plus, la morphologie de l'appareil vestibulaire de 5 patients scoliotiques et 6 individus sains a été mesurée par la technique d’imagerie par résonnance magnétique. Les présents résultats démontrent que certains patients atteints d’une scoliose idiopathique intègrent moins efficacement les informations vestibulaires et proprioceptives du tronc et des membres inférieurs.

Dans cette thèse, nous nous intéressons à la plasticité des voies réflexes chez l'homme, induite par l’adaptation du contrôle moteur de la marche suite à une perturbation mécanique. Nous formulons l’hypothèse que cette plasticité, induite dans les voies réflexes, peut être étudiée dans le but de mieux comprendre les mécanismes adaptatifs mis en place par le système nerveux central. Cependant, l’étude des modifications des voies neuronales empruntées par les réflexes exige une analyse à la fois sensible et robuste et une description détaillée de ces réponses, ce que ne permettent pas les approches classiques jusqu’ici utilisées. Dans une première étude présentée dans cette thèse, nous avons développé une méthode robuste de traitement de signal pour identifier et extraire les réflexes cutanés de manière précise et systématique. L’approche proposée est basée sur une analyse unitaire des réflexes, qui implique la détection et la caractérisation de chaque réponse individuelle à la stimulation. Dans l’étude 2, nous avons montré que l’adaptation de la marche à un champ de force impliquait des mécanismes de plasticité pré-motoneurale. Pour approfondir l’étude de ces mécanismes impliqués pendant l’adaptation du contrôle moteur à un champ de force, dans la troisième étude, nous avons analysé les changements réflexes obtenus lors de la stimulation de trois nerfs différents convergeant sur le même pool de motoneurones (Tibial Antérieur). Les résultats de cette étude ont montré que les circuits neuronaux empruntés par chacun de ces trois nerfs se réorganisent de façon spécifique et que cette spécificité est potentiellement due à une réorganisation au niveau des interneurones spinaux, suggérant ainsi que ces derniers constitueraient un site important de la plasticité induite par l’adaptation à un champ de force. Pour tendre vers un contexte réel de réadaptation, nous avons également comparé, dans une 4eme étude, les changements dans les réflexes cutanés après la vibration du corps chez des personnes ayant subit une lésion médullaire et des participants en santé. Les résultats de cette étude ont montré que les changements observés dans les voies réflexes diffèrent chez ces deux populations, mais semblent avoir dans les deux cas, un effet fonctionnellement positif sur la marche.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Le chémoréflexe laryngé (CRL), un ensemble de réponses physiologiques servant à protéger les voies respiratoires inférieures, est provoqué par la présence de liquide, consiste en une toux accompagnée de déglutition, de la fermeture du larynx, de l’éveil et de l’augmentation de la pression artérielle systémique. Chez un nouveau-né prématuré ou un raton, le CRL est immature et la stimulation de celui-ci provoque une apnée accompagnée de désaturation en O2, de bradycardie, d’un laryngospasme et d’une redistribution du débit sanguin aux organes vitaux. L’apnée du prématuré, le malaise grave du nourrisson et le syndrome de la mort subite du nourrisson sont des exemples de pathologies qui sont très probablement reliées à des évènements cardiorespiratoires observés chez les nouveau-nés prématurés. Le syndrome de la mort subite du nourrisson atteint principalement les garçons et un CRL immature est fortement soupçonné d’y être impliqué dans certains cas. La séparation maternelle néonatale (SMN) est connue pour provoquer un retard de développement du circuit neuronal contrôlant la respiration, mais quel est son effet sur le développement du CRL? Des études montrent que les n-3 PUFA favoriseraient le développement du poumon et du système nerveux central, mais est-ce que ceux-ci ont un effet au niveau du développement de la respiration au sens plus large? L’hypothèse de cette thèse est que l’environnement est capable d’avoir un impact sur le chémoréflexe laryngé chez le jeune raton. La SMN consiste en la séparation des ratons de leur mère et du reste de la portée dans un incubateur à température (35 °C) et humidité (45 %) contrôlés 3 h par jour du 3e jour de vie au 12e. Les expériences ont eu lieu au 14e et 15e jour. La SMN augmente les effets délétères de la stimulation du CRL, surtout chez les mâles. Nous avons réalisé 3 stimulations du CRL (injections de 10µL d’eau à proximité du larynx) séparées par 5 minutes de récupération. L’inhibition cardio-respiratoire due au CRL augmentait avec le nombre de stimulations. Nous avons étudié les courants des neurones des régions impliquées dans le CRL : le noyau du tractus solitaire (NTS, qui est le centre d’intégration des données provenant entre autres du larynx) et le noyau moteur dorsal du nerf vague (DMNV, impliqué dans la bradycardie). Au niveau du DMNV, nous avons observé une augmentation de la fréquence et de l’amplitude des courants postsynaptiques excitateurs (EPSCs) chez les animaux stressés. La tétrodotoxine (TTX) a un effet plus important chez les animaux stressés vs contrôles. Cela nous permet de déduire qu’au niveau du DMNV les afférences arrivant sur ces neurones sont plus nombreuses chez les animaux stressés vs contrôles. Une explication serait que l’élagage synaptique réalisé par la microglie est perturbé par la SMN. L’analyse de la microglie au niveau du NTS et du DMNV montre que le stress modifie le phénotype de la microglie, ce qui perturberait la fonction d’élagage synaptique. Mais l’étude ne démontre pas d’effet du stress au niveau de la communication neurones-microglie. Le stress provoqué par la SMN a des effets délétères sur le CRL, surtout chez les mâles, en provoquant une augmentation de l’inhibition cardio-respiratoire due au CRL. Cet effet serait dû à un défaut de l’élagage synaptique dans les régions impliquées dans le CRL, notamment au niveau des neurones responsables de la bradycardie. Le système respiratoire étant immature chez le nouveau-né prématuré, nous avons testé l’hypothèse que la supplémentation maternelle en acide gras polyinsaturé n-3 (AGPI n-3) pouvait accélérer la maturation de celui-ci. Les expériences ont eu lieu aux 10e et 11e jours de vie chez les ratons. La supplémentation maternelle en AGPI n-3 réduit l’apnée due au CRL et favorise le développement de la réponse ventilatoire à l’hypoxie et des poumons. Cependant, le traitement augmente le nombre d’instabilités respiratoires et provoque un retard de développement de la microglie dont l’impact est inconnu. Les AGPI n-3 seraient un bon traitement pour favoriser le développement du système nerveux contrôlant la respiration; cependant, il faudrait approfondir l’étude afin de s’assurer que certains effets des AGPI n-3 n’aient pas de conséquences indésirables. Le stress favorise les effets délétères dus à la stimulation du CRL chez le raton en augmentant le signal arrivant sur les neurones impliqués dans la réponse cardio-respiratoire au CRL, ce qui pourrait s’expliquer par un défaut d’élagage synaptique. Si l’on doit favoriser le développement du système respiratoire chez l’animal immature, les AGPI n-3 seraient une bonne option. / Laryngeal chemoreflex (LCR) is a set of physiological responses to protect lower airways from liquids and include coughing and swallowing, larynx closure, arousal, and systemic arterial pressure increase. In preterm infants or young rats, LCR is immature and elicits apnea, O2 desaturation, bradycardia, laryngospasm and redistribution of blood flow to vital organs. Apnea of prematurity, apparent life threatening events and sudden infant death syndrome (SIDS) are examples of pathology strongly suspected to be linked to cardiorespiratory events observed in preterm infants. SIDS is more prevalent in males and immature LCR is suspected to be involved in a few SIDS cases. Neonatal maternal separation (NMS) is known to delay development of control of breathing neuronal networks but what is its effect on LCR development? Studies have shown that n-3 PUFA promote lung and central nervous system development but could they have an effect on respiratory development? The thesis hypothesis is that environment could influence LCR in rat pups. NMS consists in the separation of pups from their mother and the rest of the litter in an incubator at a controlled temperature (35°C) and humidity (45%), 3h per day from post-natal day 3 (P3) to P12. Experiments were performed at P14-15. SMN increases deleterious effect of LCR stimulation especially in males. We have performed 3 LCR stimulations (with 10µl of water injected close to the larynx) separated by 5 minutes of recovery for each. We have observed that LCR cardiorespiratory inhibition increased with the number of stimulations. We have studied excitatory currents in neurons in regions involved in LCR: nucleus tractus solitarius (NTS, integration center of information coming from the larynx) and dorsal motor nucleus of the vagus nerve (DMNV, involved in bradycardia). In the DMNV we have seen an increase in excitatory post-synaptic currents (EPSCs) frequency and amplitude in stressed animals. Tetrodotoxin (TTX) has a more important effect on stressed animals vs controls. These findings allow us to hypothesize that afferents arriving on neurons in the DMNV are more numerous in stressed animals than in controls. One explanation of these results could be that synaptic pruning made by microglia is disrupted by NMS. Microglial analysis in the NTS and DMNV shows that NMS changes microglia phenotype which could disrupt synaptic pruning. However, this study did not demonstrate any disturbance from stress in neurons/microglia communication. Stress issuing from NMS delays LCR development, especially in males, by causing an increase in cardio-respiratory inhibition following LCR stimulation. This effect would be due to a synaptic pruning abnormality in neuronal regions involved in LCR, especially those involved in bradycardia. The respiratory system is immature in preterm infants. To accelerate maturation of this system, we have tested the effect of n-3 PUFA maternal supplementation. Experiments were performed in P10-11 rat pups. Maternal supplementation of n-3 PUFA reduced apnea duration caused by LCR stimulation, promoted hypoxic ventilatory response development and lungs development. However, the treatment increases the number of respiratory instabilities and induces a delay of microglial development whose impacts we do not know. N-3 PUFA maternal supplementation could be an interesting treatment to promote control of breathing development. That said, we should further the study to be sure that the unexpected effects of this treatment have no undesirable consequences. Stress increases the deleterious effects of LCR stimulation in rat pups by increasing the signal arriving on neurons involved in LCR cardiorespiratory response. This phenomenon could be explained by a disruption of synaptic pruning. If we look at a treatment to enhance respiratory system development in immature animals, n-3 PUFA is an option which should be considered.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles / Les forces de préhension et de soulèvement sont estimées avant de soulever un objet (contrôle prédictif). Cette stratégie est nécessaire pour prédire les conséquences sensorimotrices de ses propres actions. Les enfants développent ce mode de contrôle normalement avant l âge de 9 ans. Ce mémoire évalue l'effet de l'âge sur le contrôle prédictif et réactif bimanuel lors de la préhension et du maintien d un objet alors que la stabilité de l objet est défiée soit par des perturbations auto-initiés ou externes. Mon hypothèse est que le contrôle prédictif et réactif sera moins performant chez les adolescents par rapport aux adultes. Méthodologie. 19 adolescents (8-17 ans) et 19 adultes (20-30 ans) ont participés. Nous avons mesuré le couplage entre les forces de préhension et de perturbation lorsque les participants frappaient l'objet tenu par leur main dominante ou non-dominante (condition d'auto-TAP) ou lorsque l'expérimentateur frappait l'objet (condition de TAP externe). Résultats. Pour la condition auto-TAP, les adultes synchronisaient mieux la force de préhension et la perturbation, peu importe la main stabilisant l objet. Le changement dans la force de préhension des adultes prédisait la perturbation (contrôle prédictif); changement moyen de la force de préhension ~45 ms avant la perturbation alors que ce changement moyen était de ~10 ms pour les adolescents. Pour la condition TAP externe, le changement dans la force de préhension des adultes arrivait après la perturbation (contrôle réactif) de ~75 ms alors que ce délai était plus court (~50 ms) chez les adolescents. Conclusion. Les résultats suggèrent que le contrôle prédictif n est pas mature lors du contrôle bimanuel chez nos participants adolescents. Ces informations peuvent être utilisées pour des recommandations cliniques en matière de planification motrice, ouvrant la voie à l étude de la contribution des informations tactiles dans la qualité du contrôle prédictif. / Have you ever been a victim of a sibling passing you an empty milk box while pretending it was full? When you lifted the milk box, your arms moved upwards rapidly. Grip and load forces are estimated before lifting an object (predictive control). This control strategy is necessary to predict sensorimotor consequences of one's own actions. When predictions are erroneous, or when perturbations of the held object come from unexpected forces, reactive control is crucial to update internal feedforward models. Children hone these strategies according to object's properties and to the information from surface friction. This dissertation evaluates the effect of age on predictive and reactive grip control. As manual skills are developing through life, it is possible that the performance of these motor strategies may manifest differently throughout development among children/adolescents and adults. We hypothesized that these strategies would result in different behaviors according to stages of development. Methods. We measured the coupling between grip and load forces when the participants tapped the object held either by their dominant or non-dominant (self-TAP condition) or when the experimenter taped the object (external-TAP condition). Recruited participantswere adolescents (n = 19, mean age: 11 ± 2.7, age range: 8 -- 17 years) and adults (n = 19, mean age: 26 ± 2.2, age range: 20-30 years). Results. For the self-TAP condition, adults had a better coupling between the grip and load forces compared to adolescents; adult's grip force predicted the change in load force by ~45 ms (i.e., mean of dominant and non-dominant hand) while it was ~10 ms (i.e., mean of dominant and non-dominant hand) for the adolescent group. For the external-TAP condition, however, the grip force of the adult group lagged the change in load force by ~75 ms while this lag was shorter (~50 ms, mean of both hands) for the adolescent group. Conclusion. The forward model to anticipate the consequences of one's own actions during predictive control is still developing between the ages of 8 and 16 years old. This information can be used for clinical guidelines in motor planning issues, opening the way to further studies the association between the processing of fingertips tactile somatosensory information and the predictive control.

Les gonalgies et les aponévrosites plantaires représentent la majorité des motifs de consultations d’un cabinet de podologie. Les patients souffrant de ces pathologies ressentent des douleurs au niveau du genou ou du pied qui peuvent être invalidantes. Bien que le port d’orthèses plantaires représente un traitement conservateur efficace, la prescription de ce traitement repose sur une connaissance empirique des effets de ce dernier. Le but de ce travail était donc d’étudier les effets des semelles orthopédiques à dominante biomécanique (modifiant la posture) ou proprioceptive (stimulant les capteurs de la sole plantaire) sur les modifications de la stratégie neurale chez les patients souffrant de ces pathologies et de déterminer quels pouvaient être les liens avec la diminution de la douleur ressentie. Pour cela, nous avons procédé à une évaluation de la douleur, un examen de la marche, un examen stabilométrique et des enregistrements électrophysiologiques (réflexes mesurés au repos et lors d’une contraction musculaire volontaire). L’évolution de ces différents paramètres a été mesurée après trois, six et neuf semaines de port d'orthèses plantaires. Les résultats obtenus ont été comparés à ceux recueillis chez des patients témoins indemnes de toute pathologie.Même si les résultats obtenus lors de ces études ne sont pas aussi concluants que nous l’aurions souhaité et que de nombreuses questions restent encore en suspend, ce travail a permis toutefois d’ouvrir au domaine de la podologie un champ de recherche jusque-là peu ou pas exploré. / Knee pain and plantar fasciitis represent most of the reasons for consultation of a podiatrist. Patients with these pathologies experience knee or foot pain that can be disabling. Although the use of foot orthoses is an effective conservative treatment, its prescription is based on an empirical knowledge of its effects. The aim of this study was to investigate the effects of foot orthoses based on biomechanical (modifying the posture) or proprioceptive (stimulating sensors of the plantar sole) principles on neural strategy changes in suffering patients and to determine the links with the decrease in perceived pain. For this, we performed a pain assessment, walking and stabilometric examination and electrophysiological recordings (reflexes measured at rest and during voluntary muscle contraction). The evolution of these different parameters was measured after three, six and nine weeks of wearing foot orthoses. The results obtained were compared with those obtained in control patients free from any pathology.Although the results of these studies are not as conclusive as we would have liked and many questions remain unresolved, this work has opened up to the podiatry a field of research until then little or not explored.

L’accident vasculaire cérébral (AVC) est un problème majeur de santé publique car les troubles fonctionnels associés ont des répercussions délétères sur la qualité de vie des patients. Deux axes de recherche portant sur l’ischémie cérébrale chez le rat sont abordés. Pour le premier, il s’agira d’étudier les modifications de la régulation des réflexes somatiques qui peuvent contribuer à expliquer en partie les déficits fonctionnels. Nos résultats montrent une fatigue précoce au cours d’un exercice isométrique du triceps brachial et une perturbation de l’inhibition du réflexe-H post-exercice. Nous avons précisé que la perturbation de l’activité des voies réflexes est associée à une modification de l’action inhibitrice des afférences musculaires des groupes III et IV pouvant expliquer la fatigue précoce observée. L’axe 2 concerne l’optimisation de l’entrainement d’endurance, stratégie prometteuse pour traiter les déficits. L’objectif est de définir la stratégie d’endurance la plus appropriée en nous focalisant sur l’intensité de l’exercice. Pour cela, les effets des exercices d’intensité modérée (classiquement recommandés) ont été confrontés avec ceux des exercices intermittents de haute intensité (HIT) en analysant la récupération fonctionnelle et la neuroplasticité cérébrale. Nos résultats montrent que l’intensité de travail, déterminée à partir du seuil lactique, est un paramètre crucial car les HIT se révèlent être plus efficaces en termes de récupération de la force, d’aptitude aérobie et de neuroplasticité. Ces travaux ouvrent de nombreuses perspectives où ces 2 axes pourraient se rejoindre en approfondissant les effets des HIT au niveau cérébral et spinal. / Stroke is a major public health issue because associated functional disorders have detrimental impacts on life quality and independence of patients as well as on economic state. This thesis work is focused on 2-research axis concerning cerebral ischemia in rat. The aim of the first axis is to study plasticity at spinal level by investigating the alteration of somatic reflex regulation that could contribute to partially explain functional deficits. Ours results show early fatigue of triceps brachii during an isometric contraction and H-reflex inhibition perturbation post-exercise. We also observed that the disturbance of reflex pathway activity is associated with a decrease of the inhibitory effect induced by muscular metabosensitive afferents that might explain early fatigue and observed functional deficits. The second axis treats about endurance training that is a promising strategy to reduce stroke-induced disorders but remains to improve. In that way, the purpose is to determine which endurance strategy is the most suitable by focusing on exercise intensity. In order to ensure this, the effects of moderate intensity exercise (classically recommended) have been compared to high intensity interval training (HIT) by analysing the functional recovery and cerebral neuroplasticity. Our data show that work intensity, based on lactic threshold, is a critical parameter. Indeed, HIT is more effective for increasing grip strength recovery, aerobic capacity as well as promoting neuroplasticity. The results of these 2 lines of research could be now associated by deepening the HIT effects at cerebral and spinal level that lead to numerous perspectives.

Notre étude s’intitule variations de formes dans la langue Mbochi (bantu C25). Elle s’inscrit dans le cadre de la linguistique historique bantu.A travers une analyse dialectométrique, elle identifie et localise les dix parlers mbochi. Elle montre que le mbochi est une langue bantu parlée dans le nord de la République du Congo, dans le département de la Cuvette (dans les districts de Boundji, Ngoko, Tchikapika et Oyo) et celui des Plateaux (dans les districts d’Ongogni, Ollombo, Abala, Alembe). Il compte dix dialectes (Olee, Mbonzi, Tsambitso, Ngilima, Bokwele, Bonyala, Ngae, Obaa, Eboyi et Ondinga). Visant une meilleure compréhension des mécanismes linguistiques qui sous-tendent la diversification linguistique dans le pays mbochi, notre analyse se focalise sur les variations phoniques, morphologiques et lexicales qui s’opèrent d’un dialecte mbochi à un autre. Elle dégage les divergences et les convergences entre les différents parlers. Aussi présente-t-elle une description phonologique et morphologique des parlers mbochi actuels (synchronie). Elle examine les correspondances phonologiques et morphologiques ainsi que les réflexes du proto-bantu en mbochi avant de procéder à la reconstruction des phonèmes et des morphèmes du proto-mbochi, mère hypothétique des parlers actuels.La présente étude divise les parlers mbochi en trois principaux sous-groupes selon leurs convergences phonologiques et morphologiques. Elle montre l’impact de la proximité géographique, du contact des langues dans la diversification de celles-ci. / Our study entitled “variations of forms in Mbochi language (Bantu C25)” is considered as part of the Bantu historical linguistics. It identifies and locates the ten Mbochi dialects through a dialectometric analysis. It shows that Mbochi is a Bantu language spoken in the northern part of Republic of Congo, mainly in the Cuvette (in the districts of Boundji, Ngoko, Tchikapika and Oyo) and Plateau (in the Ongogni districts Ollombo, Abala Alembé) departments. It has ten dialects (Olee, Mbonzi, Tsambitso, Ngilima, Bokwele, Bonyala, Ngae, Obaa, Eboyi and Ondinga).Our analysis targets a better understanding of the underlying language mechanisms of linguistic diversity of Mbochi and is focused on sound, morphological and lexical variations from one dialect to another. It highlights the differences and similarities between these dialects. It also presents a phonological and morphological description of the current Mbochi dialects (synchrony). It examines the phonological and morphological correspondences to the proto-bantu before reconstructing the phonemes and morphemes of proto-Mbochi, the hypothetical source of the current Mbochi dialects.This study divides the Mbochi dialects into three main sub-groups according to their phonological and morphological similarities. It shows both the impact of geographical proximity and that of language contact in the diversification of these dialects.