On nomme culture un ensemble d’informations que les membres d’un groupe échangent par transmission sociale (imitation, communication...) sous la forme d’idées, de comportements ou d’artefacts. Les cultures développées chez l’espèce humaine sont plus complexes que chez les autres espèces. On attribue cela au processus d’évolution culturelle qui, chez l’humain, est cumulatif : au fur et à mesure de leur diffusion, certains traits culturels accumuleront des modifications jusqu’à devenir plus complexe et plus performants que ce qu’un individu seul aurait été capable de produire. On nomme ce processus le ratchet effect.Le projet de cette thèse était d’investiguer les mécanismes cognitifs impliqués dans l’émergence du ratchet effect. Nous avons reproduit ce phénomène en conditions expérimentales grâce à la méthode de transmission en chaîne afin de tester le pouvoir prédictif du raisonnement technique, de la théorie de l’esprit, de la créativité et de l’intelligence fluide dans la progression constante des performances au fil des générations. La première étude investigue le rôle de ces quatre facteurs dans une tâche de résolution de problème mécanique (construction de tour en fils de fer) dans une condition Communication (i.e., les participants sont autorisés à parler entre eux) et une condition Observation (i.e., les participants ne peuvent pas communiquer). Nous avons découvert que le raisonnement technique prédisait le mieux l’apparition du ratchet effect dans les deux conditions, tandis que les compétences en théorie de l’esprit ne permettaient aucune prédiction, ce qui va à l’encontre des principales hypothèses formulées sur les fondements sociocognitifs de la culture cumulative. La deuxième étude explorait l’influence des facteurs de raisonnement technique et de théorie de l’esprit sur la même tâche, dans une condition Monitoring (i.e., les participant communiquent indirectement en s’aidant d’une transmission vidéo) et une condition Blind (i.e., les participants ne se voient pas ils ne peuvent que communiquer verbalement). Les compétences en raisonnement technique prédisent encore une fois l’émergence d’un ratchet effect, tandis que la théorie de l’esprit semble prédire le même effet dans la condition Blind uniquement. Ces résultats démontrent le poids de l’influence du raisonnement technique dans la création, la transmission et l’amélioration d’un trait culturel matériel, tandis que les compétences en théorie de l’esprit ne sont impliquées que dans une condition particulièrement abstraite où les individus n’ont pas de lien visuel. La troisième étude explore les conditions conduisant les individus à copier ou à innover une technique ou un outil. Il s’agit de reproduire une situation non familière, en demandant à un participant d’exécuter une tâche matérielle (fabrication d’un panier à partir d’objets de la vie quotidienne) dont on fait varier les risques et l’opacité de la tâche (i.e., dont les mécanismes intervenant entre l’état initial et le produit final sont difficiles à comprendre). Il s’avère que les participants avaient plus souvent tendance à reproduire les mêmes actions qu’en démonstration et en employant les mêmes objets lorsqu’ils étaient testés dans une conditions risquée et opaque, tandis qu’ils employaient de nouveaux objets et de nouvelles actions dans une tâche non risquée et transparente. / Culture is a set of information that members of a group share through social transmission (imitation, communication ...) in the form of ideas, behaviors or artifacts. Cultural traits developed by humans are more complex than in other species. This is attributed to the process of cultural evolution which, in humans, is cumulative. Along with their diffusion, cultural traits become more complex and perform progressively better by accumulating changes over generations, a process called the ratchet effect. The project of this thesis was to investigate cognitive mechanisms involved in the emergence of the ratchet effect. We simulated this phenomenon under experimental conditions using thechain transmission method in order to test the predictive power of technical reasoning, theory-of-mind skills, creativity and fluid intelligence in the constant progression of performances across generations. The first study investigated the role of these four factors in a mechanical problem solving task (tower construction with wires) in a Communication condition (i.e., participants are allowed to talk to each other) and an Observation condition (i.e., participants cannot communicate). Our strongest prediction regarding this paradigm involved technical reasoning, for having proven a better predictor of a ratchet effect than theory of mind skills. The same observation was made in both conditions, while theory of mind skills did not allow to predict any ratchet effect. The second study explored the influence of technical reasoning and theory-of-mind skills on the same task, in a Monitoring condition (i.e., participants communicate indirectly through a video feed) and a Blind condition (i.e., participants communicate verbally without seeing each other). Technical reasoning skills predicted once again the emergence of a ratchet effect, while theory-of-mind skills predicted the same effect in the Blind condition only. These results demonstrate the weight of technical reasoning in thecreation, transmission, and improvement of a material cultural trait, while theory-ofmind skills are involved only in a particularly abstract situation where individuals have no visual cues. The third study explored the conditions leading individuals to copy or innovate a technique or tool. Participants were tested in an unfamiliar situation, and were asked to achieve a material task (making a basket out of everyday life objects). Conditions varied based on opacity (i.e., mechanisms involved between the initial state and the final product are difficult to understand) and risk levels. It turned out that participants were more likely to reproduce the same actions and objects used in a demonstration when tested in a risky and opaque condition, while they used more often new objects and new actions in a non-risky, transparent task.

Les troubles praxiques font partie des critères d’inclusion decertaines pathologies neurodégénératives et sont de nature à réduirel'autonomie de ces patients. Pourtant, les rares travaux dans cedomaine prennent rarement en compte les spécificités liées auxpathologies dégénératives (e.g., évolution, lésions diffuses,phénotypes différents), sans compter qu’il n’existe pas de consensusthéorique sur l’apraxie. Les troubles d'utilisation des outils ontlongtemps été expliqués par la perte de représentations stockées (e.g.,connaissances sur les objets ou les gestes) mais des modèles récentssuggèrent de distinguer l’utilisation proprement dite de l’usagecommunément admis. De même, l’apraxie est fréquemment mise enrapport avec la perte d’une représentation du corps mais une mise enperspective historique de la littérature permet de constater qu'il s'agitd'un postulat tout à fait récent. La présente thèse émet une propositionalternative en opposant à la notion de représentation corporelle desprocessus plus dynamiques et neurologiquement ancrés tels quel’intégration sensorielle. Au plan théorique, la présente thèse proposeainsi une mise en perspective historique et une revue critique de lalittérature, ainsi qu’une réflexion épistémologique opposant savoir etraisonnement, permettant de distinguer des troubles spécifiques dugeste et des répercussions "dans le geste" d'autres niveaux deperturbations. Au plan clinique, ce travail de neuropsychologieclinique et expérimentale examine ces différents niveaux dans uneperspective différentielle et montre que les dissociations envisagéessont cliniquement opérantes. / Apraxia is a diagnostic criterion for neurodegenerativediseases and can reduce autonomy in these patients. Yet, the fewstudies that have been done in this domain rarely take into accountspecificities of dementia (e.g., evolution, diffuse lesions, differentphenotypes) and there is no theoretical consensus on apraxia. Tooluse disorders are mainly explained by the loss of stored knowledge(e.g., about tools or gestures) but recent models suggest to distinguishthe actual use of tools from common usage. Likewise, apraxiai sfrequently linked with the loss of body representations but a historicalperspective of the literature demonstrates that it is a relatively recentassumption. The present doctoral thesis submits an alternativeproposal by opposing body representation and more dynamic andneurological processes, that is, sensory integration. Thus, at thetheoretical level this work proposes a historical perspective and acritical review of existing literature, as well as an epistemologicalreflection that contrasts knowledge and reasoning, and that makes adistinction between specific gesture disorders and consequences ofother cognitive impairments on gesture production. At a clinical level,this neuropsychological research examines these different levels ofimpairments in patients through a differential approach. Results showthat the aforementioned theoretical considerations are clinicallyvalidated.

Les perturbations des activités de vie quotidienne constituent l’un des critères diagnostiques du Trouble de l’Acquisition de la Coordination (TAC). Malgré leur impact sur l’autonomie de l’enfant, les troubles d’utilisation impliqués dans ces activités quotidiennes demeurent peu explorés (e.g., mécanismes sous jacents, profils inter-individuels, recul évolutif). A notre connaissance, la notion d’utilisation d’outil n’a pas fait l’objet d’une modélisation développementale spécifique.Elle se situe aujourd’hui au carrefour des modèles sur le développement perceptivo-moteur et des théories sur l’émergence des capacités cognitives de résolution de problème chez l’enfant. Des modèles récents développés chez l’adulte apraxique suggèrent que l’utilisation d’outil est le fruit d’un processus dialectique entre un raisonnement technique (i.e., analyse abstraite des moyens techniques pertinents pour un but donné) et des habiletés sensori-motrices (i.e., guidées par les représentations sur les transformations mécaniques à opérer). A l’appui de ces modèles, la présente thèse propose d’une part d’analyser le développement typique de l’utilisation d’outil et des processus sous-jacents.Nous explorons d’autre part l’hypothèse d’un développement atypique de l’utilisation d’outil chez des enfants diagnostiqués TAC. Nos résultats apportent des arguments en faveur de la contribution du raisonnement technique au développement typique de l’utilisation d’outil. Sur le plan clinique, l’analyse de l’étendue et des causes sous-jacentes des difficultés d’utilisation d’outil confirme l’importance d’un tel examen pour la validation des critères diagnostiques du TAC. / Deficits in daily living activities are one of the diagnostic criteria of the Developmental Coordination Disorder(DCD). Despite their impact on child’s autonomy, tooluse disorders involved in these daily activities remainunder-assessed (e.g., underlying processes,interpersonal profiles, persistence disease). To ourknowledge, there is no theoretical framework of tool useformulated in a specifically developmental perspective.This concept actually remains at the crossroads between models of the perceptual-motor development and theories about cognitive processes of problem resolution in children. Recent models developed inadults with apraxia suggest that tool use is a dialectical process between a technical reasoning (i.e., abstractanalysis of technical means and ends) and sensory motorskills (i.e., managed by the representations on the mechanical transformations to be operated). According to these models, we first aim to analyze the typical development of tool use and the underlying processes.We then explore the assumption of an atypical development of tool use in children with DCD. Ourfindings provide evidence for the involvement of technical reasoning in typical development of tool use.From a clinical perspective, the analysis of tool use impairment and underlying deficits confirm the relevance of such an assessment for the validation of the diagnostic criteria of the DCD.

L’utilisation d’outils est un trait définitoire du genre Homo. Il est donc fondamental de mieux connaître les bases cognitives et cérébrales nous permettant d’utiliser des outils. Les modèles cognitivistes actuels expliquent l’utilisation d’outils à travers l’hypothèse de l’activation d’une mémoire gestuelle (i.e., engrammes gestuels ou visuo-kinétiques, ou connaissances sensorimotrices sur la manipulation ; voir Rothi, Ochipa, & Heilman, 1991 ; Buxbaum, 2001) ? Cette hypothèse ne permet toutefois pas de comprendre l’utilisation d’outils nouveaux. Une hypothèse alternative a été établie, suggérant que toute situation d’utilisation d’outils (familiers et nouveaux) requière un raisonnement technique (e.g., Osiurak & Badets, 2016). Ce type de raisonnement, qui impliquerait le lobe pariétal inférieur gauche, nous permettrait de formuler l’action mécanique et d’évaluer les propriétés physiques des outils et des objets. Dans le cadre de cette hypothèse, l’une des finalités de cette thèse était de mieux comprendre les troubles d’utilisation d’outils chez des patients cérébro-lésés. Le présent travail s’est également porté sur l’investigation de la cognition numérique. Par ce terme, nous ne faisons pas uniquement référence au calcul mental ou à l’arithmétique. Nous englobons également ce que Dehaene et Cohen (1995) ont nommé code analogique dans leur Modèle du Triple Code. Ce code stockerait les représentations des quantités numériques au sein des lobes pariétaux. Autrement dit, il contiendrait le sens du nombre (Dehaene, 1997) permettant d’associer une étiquette symbolique (e.g., chiffre arabe) à la quantité correspondante. Au quotidien, ce serait grâce à ces représentations que nous pourrions comparer ou estimer la numérosité des ensembles d’objets. L’objectif principal de cette thèse était de rapprocher, tant au niveau cognitif que cérébral, ces deux domaines d’intérêt que sont l’utilisation d’outils et la cognition numérique. En effet, nous avons remarqué que ces deux capacités nécessitaient toutes deux un processus commun d’estimation de la magnitude (i.e., magnitude des propriétés physiques et magnitude des quantités numériques). En outre, au niveau cérébral, elles nécessitent l’activation de régions communes dans le lobe pariétal. Pour penser ce lien, nous nous sommes appuyés sur la théorie de la magnitude (ATOM) formulée par Walsh (2003). Celui-ci postule que toutes les magnitudes, c’est-à-dire toutes les dimensions qui peuvent être décrites par des relations « plus que/moins que », soient traitées au sein d’un système commun et unique dans le lobe pariétal droit (Bueti & Walsh, 2009). Nous avons supposé que la magnitude des propriétés physiques pourrait être traitée dans ce système au même titre que les magnitudes discrètes (e.g., numérosité) et continues (e.g., temps, espace). Nos résultats ont mis en évidence un trouble de l’utilisation d’outils nouveaux chez les patients LBD, sans difficultés apparentes pour estimer les propriétés physiques. Les patients RBD étaient déficitaires dans toutes les conditions évaluant la cognition numérique, contredisant les prédictions issues du TCM. Ces patients étaient également en difficulté pour estimer la longueur mais pas le poids. Comme des associations entre estimation de la longueur et du poids, et entre estimation de la longueur et cognition numérique ont été observées dans les différents groupes, nous suggérons que le système de magnitude soit divisé en sous-systèmes. Fait étonnant, nous avons trouvé une association entre utilisation d’outils et calcul approximatif chez les patients LBD supposant une tentative de compensation de l’utilisation par le calcul. Finalement, il semble que l’utilisation d’outils et la cognition numérique reposent sur des mécanismes neurocognitifs distincts, puisque les différents types de magnitudes ne paraissent pas être traités au sein d’un système commun et unique. / Tool use is a defining feature of the genus Homo. It is therefore fundamental to better understand the cognitive and cerebral bases that allow us to use tools. The current cognitivist models explain tool use through the hypothesis of an activation of gestural memories (i.e., gestural or visuo-kinetic engrams, or sensorimotor knowledge of manipulation; see Rothi, Ochipa, & Heilman, 1991; Buxbaum, 2001). This theory is unable to explain the use of novel tools. An alternative hypothesis suggests that any situation of tool use (familiar and new) requires technical reasoning (e.g., Osiurak & Badets, 2016). This reasoning, involving the left inferior parietal lobe, would enable to formulate the mechanical action and to evaluate the physical properties of tools and objects. One of the aims of this thesis was to better understand the tool use disorders in brain-damaged patients, within the framework of the technical reasoning hypothesis. This work has also focused on the investigation of numerical cognition. By this term we refer to mental arithmetic and math, but also to analogical code (see the Triple Code Model, Dehaene & Cohen, 1995). It corresponds to the representation of numerical quantities, stored in the parietal lobes. In other words, this code would contain the sense of number (Dehaene, 1997) to associate a symbolic label (e.g., Arabic digits) with the corresponding quantity. In everyday life, this representation would be critical to compare or estimate the numerosity of object sets.The main objective of this thesis was to explore, at cognitive and cerebral levels, whether links exist between both fields of interest that are tool use and numerical cognition. Indeed, we noticed that both capacities need a common process of magnitude estimation (i.e., physical properties and numerical quantity). In addition, at the cerebral level, they require the activation of common regions in the parietal lobe. We relied on the Theory Of Magnitude (ATOM) formulated by Walsh (2003). It postulates that all magnitudes, namely the dimensions described by “more than/less than” relationships (e.g., Is this stick long enough to reach a given place?), are processed within a common and unique system, in the right parietal lobe (Bueti & Walsh, 2009). We assumed that the magnitude of physical properties could be processed in this system as well as the discrete (e.g., numbers) and continuous (e.g., time, space) magnitudes. Our results highlighted a disorder of novel tool-use in LBD patients, who nevertheless had no difficulty in estimating physical properties. The RBD patients were impaired in all conditions assessing the numerical cognition, refuting the predictions derived from TCM. They were also impaired in the estimation of the length but not of the weight. As associations between estimation of length and of weight, and between estimation of length and numerical cognition have been observed in the different groups, we suggest that the magnitude system be divided into subsystems. Surprisingly, we found an association between tool use and approximate calculation in LBD patients assuming an attempt to compensate tool use by calculation. Finally, it seems that tool use and numerical cognition rely on distinct neurocognitive mechanisms since the different types of magnitudes might not be processed within a common and unique system of magnitude