Numerical cognition has been shown to share many aspects of spatial cognition, both behavioural and neurological. However, it is unclear whether a particular type of spatial cognition, visuospatial mental imagery (VSMI), may play a role in symbolic numerical representation. In this thesis, I first show that mental rotation, a form of VSMI, is related to two measures of basic numerical representation. I then show that number-space synaesthesia (NSS), a rare type of VSMI involving visualised spatial layouts for numbers, does not show an advantage in mental rotation, but shows interference in number line mapping. I next present a study investigating links between NSS and the ability to learn novel numerical symbols. I demonstrate that NSS shows an advantage at learning novel numerals, and that transcranial random noise stimulation, which increases cortical excitability, confers broadly similar advantages that nonetheless differ in subtle ways. I present a study of transcranial alternating current stimulation on the same symbol learning paradigm, which fails to demonstrate effects. Lastly, I present data showing that strength of numerical representation in these newly-learnt symbols is correlated with a measure of mental rotation, and also with visual recognition ability for the symbols after, but not before, training. All together, these findings suggest that VSMI does indeed play a role in numerical cognition, and that it may do so from an early stage of learning symbolic numbers.

This dissertation thesis addresses the area of spatial navigation of the blind. The author theoretically deals with a complex interplay of psychological functions involved in spatial navigation with respect to the specific conditions of the blind. The empirical part of the thesis presents an experimental study in the population of the blind (N=44). This study focuses on effects of the stress recovery phase from shortly increased stress levels on the process of learning a new route. The experiment is placed in real-world settings and overcomes some of the methodological flaws typical for this research domain. The research evidence suggests that the recovery phase from shortly increased stress levels hinders the development of procedural knowledge of the route. However, this deterioration in route knowledge is not associated with the effects of the strsss phase itself, but affects only the recovery phase part of the route in which stress levels are returning to their original baseline levels (not necessarily the level of the resting conditions). Besides its theoretical conclusions, the value of the presented thesis is in its contribution to the advancements of research methods in the given field. The outcomes of this work are practically applicable to the development of navigation aids for the blind....

Depuis plusieurs décennies, un nombre important de travaux en linguistique et sciences cognitives avancent une thèse selon laquelle l’expression du temps dans la langue dépend de la cognition de l’espace. Cette étude cherche à établir que le discours scientifique sur les rapports temps–espace dans la langue et la cognition est un objet épistémologique qui a sa propre histoire et ses propres motivations disciplinaires. Ainsi, le programme de recherche généralement admis est le produit d’une trame complexe d’intérêts qui ne favorisent pas nécessairement la recherche de l’objet scientifique. Dans une première partie, nous confirmons que les rapports linguistiques entre temps et espace constituent un objet historique et variable, tant dans la langue que dans la pensée sur la langue. Dans une deuxième partie, nous explorons la tendance à la spatialisation du temps dans les écrits des philosophes et grammairiens des Lumières et dans le travail de Gustave Guillaume (1883–1960). Dans une troisième partie, nous examinons le paradigme de la priorité spatiale dans la linguistique cognitive à partir des années 1970 jusqu’à nos jours. Les résultats de cette étude nous amènent à proposer des lignes directrices pour la recherche future des manifestations linguistiques des rapports temps–espace. / Over the past few decades, a considerable number of studies in linguistics and the cognitive sciences have put forward the claim that the expression of time in language relies on the cognition of space. This study aims to show that the scientific discourse on time–space relations in language and cognition is an epistemological object, shaped by its history and disciplinary motivations. Thus, the predominant research framework of time–space relations is the product of an intricate network of interests which do not necessarily facilitate the research of the scientific object. In the first part of the study we show that relations between time and space changed through the history of both language and the theory of language. In the second part, we explore the theoretical trend of the spatialization of time in the writings of key philosophers and grammarians of the Enlightenment, and in the oeuvre of the French linguist Gustave Guillaume (1883-1960). In the third part we examine the paradigm of spatial priority in cognitive linguistics from the 1970s until today. The conclusions of the study lead us to put forth some proposals for the future research of time, space and the time–space interface in language.

Introduction. Les fonctions cognitives évoluent avec l’âge : certaines tendent à diminuer dans leur efficacité alors que d’autres se maintiennent. Des recherches ont montré que le vieillissement affecte la rotation mentale, la perception spatiale, la visualisation spatiale et la prise de perspective. Des facteurs sociodémographiques et comportementaux peuvent aussi influencer le cheminement du vieillissement cognitif des personnes âgées. À titre d’exemple, l'expérience langagière, comme le bilinguisme, agit comme un facteur neuroprotecteur contribuant à la réserve cognitive. L’impact de l’utilisation d’une langue des signes sur la cognition spatiale a suscité beaucoup d’intérêt chez les chercheurs s’intéressant aux langues des signes. Pourtant, aucune recherche n’a encore abordé l’effet de l’utilisation à long terme d’une langue des signes sur la cognition spatiale des signeurs aînés. Objectif. Le but de cette thèse est d’examiner s’il existe des différences sur le plan des habiletés spatiales entre signeurs (sourds et entendants) et non-signeurs de différents groupes d’âge. Plus précisément, cette thèse a examiné i) si la performance à des tâches d’habiletés spatiales diffère selon l’âge (jeunes adultes/aînés) et l’expérience linguistique (signeurs sourds/entendants signeurs/entendants non-signeurs) et ii) si la performance diffère selon la sous-composante d’habiletés spatiales ciblée (perception spatiale; visualisation spatiale; rotation mentale; prise de perspective). Méthode. Pour investiguer l’effet de l’âge et de l’expérience linguistique sur les habiletés spatiales, une collecte de données auprès de 120 participants a été effectuée : 60 adultes âgés de 64 à 80 ans (20 sourds signeurs, 20 entendants signeurs, 20 entendants non-signeurs) et 60 jeunes adultes de 18 à 35 ans (20 sourds signeurs, 20 entendants signeurs, 20 entendants non-signeurs). Afin de s’assurer de l’admissibilité des participants, une évaluation de l’acuité visuelle, de l’acuité auditive, des compétences langagières (français et langue des signes québécoise), de la santé cognitive et de l’intelligence a été effectuée. Les participants ont été appariés entre groupes d’expérience linguistique selon leur niveau d’éducation et d’intelligence. Les quatre sous-composantes d’habiletés spatiales ciblées (perception spatiale; visualisation spatiale; rotation mentale; prise de perspective) ont été testées par l’entremise d’une batterie de sept tests psychométriques. Résultats. Conformément à ce qui a été précédemment observé sur l’effet de l’âge sur les habiletés spatiales, les résultats en termes de justesse de la réponse ont révélé que les jeunes signeurs sourds obtiennent globalement de meilleurs résultats que les signeurs sourds aînés dans toutes les tâches d’habiletés spatiales. De plus, les résultats ont montré un avantage des entendants signeurs sur les entendants non-signeurs aux tâches de rotation mentale et de prise de perspective, quel que soit leur âge. Un avantage général des signeurs aînés (sourds et entendants) par rapport aux non-signeurs aînés a été observé uniquement pour les tâches de visualisation spatiale en termes de justesse de la réponse. Ces résultats suggèrent que les changements cognitifs associés au vieillissement ont un effet sur le traitement de l’information spatiale quelle que soit la modalité linguistique utilisée et que l’effet de l’utilisation de la langue des signes sur les processus spatiaux semblent différer entre les signeurs sourds et les signeurs entendants. Discussion. Cette recherche transversale a permis d’étudier pour la première fois l’impact du vieillissement sur les habiletés spatiales des utilisateurs d’une langue des signes. Également, elle explore le facteur potentiellement atténuant de l’utilisation de la langue des signes quant aux effets de l’âge sur la performance à des tâches d’habiletés spatiales. Sur la base des résultats, il est proposé que l’effet de l’utilisation d’une langue des signes sur la cognition spatiale est spécifique aux sous-domaines d’habiletés spatiales (perception spatiale; visualisation spatiale; rotation mentale; prise de perspective), et que l’expérience linguistique, telle que le bilinguisme bimodal, est un facteur d’intérêt dans la relation entre l’utilisation d’une langue des signes et les processus spatiaux. Conclusion. Les résultats rapportés dans la présente thèse seront utiles aux futurs chercheurs intéressés par l’étude de la cognition chez les aînés signeurs. Des recherches futures devraient se poursuivre dans cette direction afin de préciser l’impact du bilinguisme bimodal sur la cognition spatiale à la lumière de ce qui est connu des effets protecteurs du bilinguisme unimodal face au vieillissement. De plus, les recherches futures devraient envisager d’élargir la perspective de l’effet de l’âge sur les habiletés spatiales des signeurs, en tenant compte des données cognitives et linguistiques. Ces recherches pourraient investiguer la cause de la distinction dans le traitement d’informations spatiales sur la production et la compréhension d’une langue des signes. / Introduction. Across the adult lifespan, cognitive abilities change: some tend to decrease with age whereas others are maintained. The results of previous studies have shown that performance on tasks spatial perception, spatial visualization, mental rotation and perspective taking are poorer in older adults than in younger adults. Sociodemographic and behavioral factors may influence the cognitive aging trajectories of older adults. For example, language experience, such as bilingualism, may be a neuroprotective factor contributing to the cognitive reserve. The impact of language experience in another modality, as it is the case for visual-spatial language, on spatial cognition has generated much interest. To date, no research has addressed this issue with regards of the potential effect of longtime use of sign language on the spatial cognition of older signers. Aim. The aim of this thesis is to investigate whether there are differences in spatial abilities among signers (deaf and hearing) and non-signers of different age groups. More specifically, this thesis examined i) if performance on tasks of spatial abilities differs according to age (younger/older) and linguistic experience (deaf signers/hearing signers/hearing non-signers) and ii) if performance differs according to the type of spatial abilities subcomponent targeted (spatial perception; spatial visualization; mental rotation; perspective taking). Methods. To examine the effect of age and linguistic experience on spatial abilities, data were collected from 120 participants: 60 older adults from 65 to 80 years of age (20 deaf signers, 20 hearing signers, 20 hearing non-signers) and 60 young adults ranging in age from 18 to 35 years (20 deaf signers, 20 hearing signers, 20 hearing non-signers). Prior to the experiment, participants were tested for visual and hearing acuity, language proficiency (Quebec Sign Language and French), cognitive health and intelligence. Based on their linguistic experience, the participants were matched on the basis of their educational level as well as their level of intelligence. The four subcomponents of spatial abilities were tested using a battery of seven tests. Results. Consistent with previously published data on the effect of age on spatial abilities, accuracy results revealed that the younger deaf signers constantly performed better than the older deaf signers on all tasks. Results also highlighted a specific advantage of hearing signers over hearing non-signers in terms of accuracy on mental rotation and perspective taking tasks regardless of age. A general advantage of older signers (deaf and hearing) over older non-signers was observed on spatial visualization tasks only. These results suggest that age-related cognitive changes impact the processing of spatial information regardless of the linguistic modality used. Also, the effect of sign language use on spatial processes may differ between deaf signers and hearing signers. Discussion. This cross-sectional research made it possible to investigate for the first time the impact of aging on spatial abilities among sign language users, as well as to explore the potential effect of sign language use with regards to performance on tasks of spatial abilities in an older population. Based on the results, it is proposed that the effect of sign language use is subdomain specific and that language experience such as bimodal bilingualism is a factor of interest in the relation between sign language use and spatial processing. Conclusion. The results reported in the present thesis will be helpful to future researchers interested in investigating aspects of cognition throughout the lifespan of older signers. Future research should be pursued in order to investigate the impact of bimodal bilingualism on spatial cognition in the light of the aging factor. In addition, future research should consider broadening the scope of this research area by examining in detail the interaction between cognitive skills and linguistic modality. Researches could address the effect of the distinction observed between deaf signers and hearing signers in terms of spatial processing and investigate links between spatial processing and sign language production and comprehension.