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

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

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

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Le traumatisme crânio-cérébral (TCC) pédiatrique représente l'une des causes principales de handicap chez les enfants à travers le monde. Parmi la gamme de conséquences documentées suite au TCC pédiatrique, les problèmes de comportement seraient très répandus et toucheraient particulièrement les enfants blessés à un jeune âge. En effet, le cerveau en plein développement pourrait s'avérer hautement vulnérable aux effets d'une atteinte cérébrale. Cependant, en ce qui concerne les formes plus légères de TCC (TCC léger; TCCL ou " commotion cérébrale "), les évidences restent mitigées. Alors que certaines études montrent peu, voire aucune manifestation comportementale du TCCL chez le jeune enfant, d'autres études révèlent des difficultés plus significatives et persistantes. L'objectif principal de la présente thèse était de caractériser les conséquences comportementales du TCCL chez l'enfant d'âge préscolaire (≤ 5 ans). La thèse est composée de trois articles empiriques. L'objectif du premier article était d'investiguer la présence de comportements internalisés et externalisés chez l'enfant six mois post-TCCL. Un deuxième objectif était d'identifier les caractéristiques préexistantes de l'enfant et de sa famille, ainsi que les variables liées à la blessure, susceptibles de prédire la présence de difficultés comportementales post-TCCL. L'échantillon comprenait 229 enfants âgés entre 18 et 60 mois, répartis en trois groupes : enfants ayant subi un TCCL (n = 86), enfants avec une blessure orthopédique (n = 62) et enfants contrôles en bonne santé (n = 81). Les résultats révèlent que les enfants d'âge préscolaire ayant subi un TCCL présentent davantage de comportements internalisés et externalisés que leurs pairs six mois après l'accident. En outre, la présence de difficultés comportementales pré-morbides, de même qu'un niveau plus élevé de détresse maternelle, prédisent davantage de difficultés comportementales six mois post-TCCL. Le deuxième article visait à caractériser les changements longitudinaux de ces comportements internalisés et externalisés observés à six mois post-TCCL. Les résultats indiquent que les difficultés comportementales observées à six mois post-TCCL persistent jusqu'à 30 mois après la blessure. Bien qu'à l'échelle du groupe, les résultats demeurent dans les limites des normes attendues pour l'âge, il existe un sous-groupe d'enfants ayant subi un TCCL qui présente des difficultés qui sont cliniquement significatives et qui persistent au long cours. Le troisième article visait à explorer l'association entre la présence d'un polymorphisme commun du gène BDNF (Val66Met), impliqué dans les mécanismes de plasticité cérébrale, et la présence de comportements internalisés et externalisés post-TCCL, au sein de cette même cohorte d'enfants d'âge préscolaire. Les résultats indiquent un effet protecteur du polymorphisme Val66Met sur les comportements internalisés observés six mois après l'accident, spécifique au groupe d'enfants ayant subi un TCCL. Les résultats issus de cette thèse permettent de mieux comprendre les conséquences comportementales du TCCL préscolaire, la trajectoire longitudinale des manifestations comportementales et la contribution de certains facteurs propres à l'enfant et à son environnement familial. Ultimement, cette thèse pourrait contribuer à préciser les orientations ministérielles concernant la prise en charge clinique du TCCL chez le jeune enfant et à mieux outiller les cliniciens œuvrant auprès de cette population vulnérable. / Pediatric traumatic brain injury (TBI) is a leading cause of long-term disability in children and adolescents worldwide. Amongst the wide array of consequences known to occur after pediatric TBI, behavioral impairments are among the most widespread and may particularly affect children who sustain injury early in the course of development (i.e., before the age of 6 years). Indeed, recent evidence suggest that the developing brain could be highly vulnerable to injury due to neurobiological and developmental particularities. When it comes to pediatric mild TBI (mTBI or "concussion"), which represents the vast majority of TBI cases in children, there is mixed evidence regarding the extent and chronicity of behavioral consequences. While some studies show little or no evidence of behavioral changes after mTBI sustained in the early years of life, others document persistent behavioral consequences. There is a paucity of studies focusing on early TBI, which likely contributes to the heterogeneity of findings. The overarching aim of this thesis was to characterize behavioral consequences of mTBI sustained in early childhood (i.e., between 18 and 60 months old). The thesis is composed of three empirical articles. The aim of the first article was to document the presence of internalizing and externalizing behavior problems six months after preschool mTBI. A second objective was to identify pre-existing child and family characteristics, as well as injury-related variables that could predict behavioral outcome. The sample consisted of 229 children recruited to one of three participant groups: mild TBI (mTBI; n = 86), orthopedic injury (OI; n = 62) and typically developing children (TDC; n = 81). The results indicate that children who sustain preschool mTBI exhibit more internalizing and externalizing problems than their peers six months post-injury. Results also show that pre-injury behavioral problems, as well as higher levels of maternal distress, predict poorer post-TBI behavioral functioning. The second article intended to characterize longitudinal changes in behavioral outcome over 30 months post-injury in the same cohort of preschoolers. Results indicate that the higher rates of internalizing and externalizing symptoms observed in the mTBI group at six months post-injury persist up to 30 months post-injury. Although at the group level, results remain within the expected age norms, there is evidence of a subgroup of children with mTBI who present clinically significant behavioral symptoms, even in the long-term. The third article aimed to explore the association between the presence of a common and naturally occurring polymorphism of the BDNF gene (Val66Met), known to be involved in neuroplasticity mechanisms, and behavioral problems after preschool mTBI. Results indicate a protective effect of the Val66Met polymorphism on internalizing symptoms observed at six months post-injury, specific to the mTBI group. Taken together, these findings further our understanding of the behavioral consequences of mTBI in early childhood, the trajectory of recovery and factors that are associated with behavioral difficulties after early TBI. Ultimately, this thesis could contribute to the development of ministerial guidelines for the clinical management of mTBI in young children and support the efforts of clinicians working with this vulnerable population.

Les traumatismes crânio-cérébraux (TCC) pédiatriques (c.-à-d., subis entre la naissance et 18 ans) constituent l’une des principales causes de décès et d’invalidité chez les enfants et les adolescents à travers le monde. Durant la période pédiatrique, les fonctions cognitives, affectives et sociales émergent progressivement, sous-tendues par la maturation cérébrale et l’établissement de réseaux neuronaux complexes. Un TCC subi durant l’enfance ou l’adolescence peut donc causer des dommages au cerveau immature et entrainer des difficultés dans ces domaines. La présentation clinique et les facteurs environnementaux sont très variables d’un enfant ou adolescent à l’autre, de sorte qu’il est difficile d’identifier qui aura un rétablissement optimal et qui aura des séquelles persistantes. Bien que la recherche ait identifié plusieurs facteurs qui contribuent au rétablissement post-TCC pédiatrique, notamment ceux liés à la blessure, à l’enfant et à l'environnement familial, les modèles de prédiction à ce jour ne sont pas toujours exhaustifs et ne tiennent pas compte des facteurs génétiques qui pourraient aider le pronostic. Parmi l’ensemble des séquelles liées au TCC, les problèmes sociaux (ex: participation sociale réduite, comportements sociaux inappropriés) sont parmi les plus néfastes et peuvent considérablement affecter la qualité de vie. Ces difficultés sociales peuvent résulter d'une perturbation des habiletés socio-cognitives sous-jacentes, mais les mécanismes exacts et les bases neuronales de tels problèmes sont encore inconnus. Notamment, les connaissances actuelles sur la manière dont le TCC pédiatrique affecte les connexions entre les régions cérébrales durant le développement demeurent limitées. Considérant ces lacunes relatives aux connaissances sur les TCC pédiatriques, cette thèse avait pour but 1) de déterminer les facteurs qui contribuent à la compétence sociale durant la petite enfance (c.-à-d., entre 18 et 60 mois), afin d’établir des pistes normatives pour comprendre l’émergence de problèmes sociaux suite à un TCC pédiatrique, 2) d’établir un modèle pronostique exhaustif du devenir (mesuré par la qualité de vie) après un TCC léger pédiatrique durant la petite enfance, et 3) d’examiner l'impact d’un TCC pédiatrique de sévérité modérée à sévère sur les réseaux cérébraux structurels et fonctionnels, notamment, ceux qui sous-tendent le fonctionnement social et cognitif. Afin d’atteindre ces objectifs, les données de deux cohortes longitudinales ont été analysées et présentées sous forme de quatre articles scientifiques. Le premier article visait à valider empiriquement le modèle ‘SOCIAL’ (Beauchamp & Anderson, 2010) pour identifier les facteurs qui contribuent à la compétence sociale. Ce modèle théorique postule que des facteurs internes (liés à l'enfant), externes (liés à l’environnement) et cognitifs (fonctions attentionnelles et exécutives, communicatives et socio-cognitives) déterminent la compétence sociale de l’enfant. Les résultats d’un modèle de régression analysé chez un groupe d’enfants neurotypiques âgés de 18 à 60 mois indiquent que les facteurs internes, externes et cognitifs contribuent tous significativement à la compétence sociale de l’enfant. Les facteurs internes ainsi que les fonctions exécutives et socio-cognitives jouent un rôle particulièrement important. En effet, les enfants avec peu d’affect négatif, moins de difficultés exécutives, une meilleure communication non-verbale et une meilleure théorie de l'esprit ont un niveau de compétence sociale plus élevé. Le deuxième article visait à examiner les facteurs qui contribuent à la qualité de vie six et 18 mois après un TCC léger subi entre l’âge de 18 et 60 mois. Plusieurs prédicteurs potentiels provenant de quatre catégories de facteurs (biologie, environnement, blessure, comportement/cognition) ont été entrés dans un modèle de régression hiérarchique. Les résultats indiquent qu'un facteur génétique, le polymorphisme Val66Met du gène codant pour la protéine BDNF (Brain-Derived Neurotrophic Factor), contribue positivement à la qualité de vie six mois après le TCC, alors qu’un an plus tard, un plus faible niveau de stress parental prédit une meilleure qualité de vie chez l’enfant. Le but du troisième article était d'étudier l’organisation fonctionnelle du réseau cérébral soutenant les habiletés sociales (le cerveau social) chez les enfants et les adolescents qui ont subi un TCC de sévérité modérée à sévère entre l’âge de neuf et 15 ans. Les participants ont complété un protocole d’acquisition d’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle au repos 24 mois après la blessure. Dans deux échantillons indépendants, les résultats indiquent une connectivité fonctionnelle altérée entre les régions cérébrales frontales et le gyrus fusiforme bilatéral dans le groupe TCC (connectivité positive) par rapport au groupe contrôle (connectivité négative). Le quatrième article a exploré les changements à long terme dans les réseaux de covariance structurelle du cerveau (c.-à-d., des régions cérébrales qui sont structurellement connectées) après un TCC pédiatrique de sévérité modérée à sévère subi entre neuf et 14 ans. L’objectif était d'étudier les différences de covariance structurelle au sein de trois réseaux cognitifs (réseau par défaut [DMN], réseau exécutif central [CEN], réseau de la salience [SN]) entre les enfants avec un TCC et les enfants sans blessure, trois et 24 mois post-TCC. Aucune différence de groupe n'a été trouvée après trois mois. Cependant, 24 mois après la blessure, le groupe TCC montrait une covariance structurelle réduite dans le DMN et le CEN par rapport au groupe contrôle. Dans leur ensemble, ces résultats suggèrent que des modèles exhaustifs incluant un large éventail de facteurs provenant de plusieurs sphères du fonctionnement sont essentiels afin de comprendre les éléments qui placent un enfant à risque de séquelles après un TCC pédiatrique. Ils mettent également en évidence l’importance de considérer parmi les facteurs de prédiction des marqueurs génétiques impliqués dans les mécanismes de neuroplasticité, et confirment l’influence de facteurs parentaux, notamment la santé mentale du parent, sur le rétablissement post-TCC chez les jeunes enfants. De plus, les résultats montrent qu’un TCC pédiatrique de sévérité modérée à sévère peut induire des altérations à long terme au niveau des réseaux neuronaux sous-jacents aux fonctions sociales et cognitives. Ces résultats permettent de mieux comprendre comment un TCC pédiatrique affecte les circuits cérébraux pendant le développement, ce qui contribue à clarifier les bases neuronales des problèmes sociaux post-TCC. Finalement, les trouvailles et réflexions issues de la thèse supportent l’idée de considérer plusieurs facteurs liés à la blessure, à l’enfant, et à l'environnement familial ainsi que des facteurs génétiques pour le diagnostic, le pronostic, et le rétablissement après un TCC subi durant l’enfance ou l’adolescence. / Pediatric traumatic brain injury (TBI; sustained between birth and 18 years) is one of the leading causes of death and disability among children and adolescents worldwide. During development, cognitive, affective and social functions emerge gradually, supported by rapid brain maturation and the establishment of complex neural networks. TBI sustained during childhood or adolescence can therefore cause damage to the immature brain and lead to difficulties in these domains. Clinical presentation and environmental factors vary greatly, rendering it difficult to identify who will recover well and who will experience persistent sequelae. Although research has identified several factors that contribute to recovery after pediatric TBI, including injury, child-related, and family-environmental variables, existing prediction models are not always comprehensive, and they do not account for genetic factors which could contribute to prognosis. Among all consequences associated with pediatric TBI, social problems (e.g., reduced social participation, maladaptive social behaviours) may be the most debilitating, and can considerably affect quality of life (QoL). These social difficulties can stem from a disruption of underlying socio-cognitive skills, but the exact mechanisms and neural bases of such problems are still unknown. In particular, current knowledge of how pediatric TBI affects connections between brain regions during development remains limited. Considering these gaps in the pediatric TBI literature, this thesis aimed to 1) determine factors that contribute to social competence in early childhood (i.e., between 18 and 60 months) in order to establish normative avenues for understanding the emergence of social problems following pediatric TBI, 2) establish a comprehensive prognostic model of outcome (assessed by QoL) after early mild TBI (mTBI), and 3) examine the impact of pediatric moderate to severe TBI on structural and functional brain networks, notably those underlying social and cognitive functioning. In order to meet these objectives, data from two longitudinal cohorts were analyzed and are presented in the form of four scientific articles. The first article aimed to empirically validate the “SOCIAL” model (Beauchamp & Anderson, 2010) to identify factors that contribute to social competence. This theoretical model posits that internal (child-related), external (environment-related) and cognitive (attentional-executive, communicative and socio-cognitive) factors determine a child's social competence. The results of a regression model analyzed in a sample of neurotypical children aged 18 to 60 months indicate that internal, external and cognitive factors all contribute significantly to a child’s social competence. Internal variables, executive functions, and socio-cognitive factors play a particularly important role. Indeed, children with lower levels of negative affect, fewer executive difficulties, greater non-verbal communication and better theory of mind had better social competence. The objective of the second article was to examine which factors predict QoL six and 18 months following early mTBI sustained between 18 and 60 months of age. Several potential predictors from four domains (biology, environment, injury and behaviour/cognition) were entered into a hierarchical regression model. The results indicate that a genetic factor, the Val66Met polymorphism of the gene coding for the BDNF protein (Brain-Derived Neuroptrophic Factor), positively contributes to QoL six months after TBI, while a year later, lower parental distress predicts better child QoL. The aim of the third article was to study the functional organization of the brain network supporting social skills (the social brain) in children and adolescents who sustained moderate to severe TBI between nine and 15 years of age. Participants completed a protocol for the acquisition of functional resting magnetic resonance images 24 months post-injury. In two independent samples, the results indicate altered functional connectivity between frontal brain areas and bilateral fusiform gyrus in the TBI group (positive connectivity) compared to the control group (negative connectivity). The fourth article explored long-term changes in the brain’s structural covariance networks (i.e., brain regions that are structurally connected) following pediatric moderate to severe TBI sustained between nine and 14 years of age. The aim was to investigate differences in structural covariance within three core cognitive networks (i.e., default-mode [DMN], central executive [CEN], salience [SN]) between children with TBI and typically developing controls, three and 24 months post-injury. No group difference was found after three months. However, at 24 months post-injury, the TBI group showed reduced structural covariance within the DMN and the CEN compared to the control group. Taken together, these findings suggest that comprehensive models including a wide range of factors from several domains of functioning are essential for understanding the elements that put a child at risk for poor recovery after TBI. They also highlight the importance of considering, among potential predictors, genetic factors involved in mechanisms of neuroplasticity, and confirm the role of parental factors, in particular parent mental health for post-TBI recovery in young children. In addition, the results show that moderate-severe pediatric TBI can induce long-term alterations in neural networks underlying social and cognitive functions. These findings provide insights into how pediatric TBI affects brain circuits during development, and may help to elucidate the neural underpinnings of social problems after pediatric TBI. Finally, the findings and implications from the thesis support the notion that several injury, child-related, family-environmental as well as genetic factors should be considered for diagnosis, prognosis, and recovery after TBI sustained during childhood or adolescence.

Le traumatisme crânio-cérébral léger (TCCL) est reconnu comme un sérieux problème de santé publique et a fait l’objet de nombreuses études scientifiques étant donné sa prévalence élevée. Les enfants d’âge préscolaire, définis ci-après comme les enfants âgés de cinq ans et moins, constituent un groupe hautement à risque de subir une telle blessure, mais demeurent pourtant sous représentés dans la littérature. Or, une blessure à un si jeune âge peut être particulièrement redoutable en raison de la vulnérabilité du cerveau immature et du mince registre d’acquis. La présente thèse a pour objectif d’accroître les connaissances scientifiques sur les conséquences du TCCL chez l’enfant d’âge préscolaire. Plus spécifiquement, elle vise à évaluer l’impact d’une telle blessure sur le sommeil et le fonctionnement exécutif. La thèse est composée de deux articles empiriques. L’objectif du premier article était d’évaluer le sommeil de l’enfant d’âge préscolaire six mois après un TCCL, et d'identifier les facteurs contribuant au sommeil post-TCCL. L'échantillon comprenait 225 enfants âgés entre 18 et 60 mois, répartis en trois groupes : enfants ayant subi un TCCL (n = 85), enfants ayant subi une blessure orthopédique (n = 58) et enfants au développement typique (n = 82). Six mois après la blessure, les parents ont complété l’échelle des problèmes de sommeil du Child Behavior Checklist, et un sous-groupe d’enfants a porté un actigraphe pendant cinq jours. Les résultats n’indiquent aucune différence entre les trois groupes d’enfants ni au questionnaire complété par les parents, ni aux paramètres de sommeil mesurés par l’actigraphe, soit la durée et l’efficacité du sommeil nocturne. Toutefois, la présence de difficultés de sommeil pré-morbides et une blessure caractérisée par une altération de la conscience nuisent au sommeil mesuré six mois post-TCCL. Le deuxième article visait à évaluer le fonctionnement exécutif six mois après un TCCL, et le rôle du sommeil dans le fonctionnement exécutif post-TCCL auprès de la même cohorte d’enfants. Les enfants ayant subi un TCCL (n = 84) et les enfants au développement typique (n = 83) ont été inclus dans les analyses. Les résultats n’indiquent aucune différence de groupe aux épreuves d’inhibition et de flexibilité cognitive administrées six mois après la blessure. Par ailleurs, les enfants ayant subi un TCCL qui présentent plus de problèmes de sommeil ou un sommeil nocturne de plus courte durée ont des performances inférieures aux tâches exécutives comparativement aux enfants au développement typique. Les résultats de cette thèse permettent une meilleure compréhension du sommeil après un TCCL en bas âge et des facteurs y contribuant. De plus, la thèse démontre l’importance de surveiller le sommeil post-TCCL étant donné que des perturbations de sommeil peuvent avoir des répercussions sur le fonctionnement de l’enfant, notamment sur ses habiletés exécutives. / Mild traumatic brain injury (mTBI) is a highly prevalent and serious public health concern. Epidemiological data indicate that preschoolers (i.e., children under 5 years of age) are at especially high risk of sustaining TBI, yet few studies targeted this age group. This is of concern given that the brain is still immature in the early years of life, and children are at the beginning of their development, with few consolidated skills. The overall objective of this thesis is to expand our understanding of the impact of preschool mTBI, specifically on sleep and executive functioning. The thesis includes two empirical articles. The first article aimed to investigate sleep and its predictors in preschoolers with mTBI. The sample included 225 children, aged 18 to 60 months, divided into three groups: children with mTBI (n = 85), children with orthopedic injury (n = 58) and typically developing children (n = 82). Six months post-injury, parents were asked to fill out the Sleep scale from the Child Behavior Checklist, and children wore an actigraph for five days. No group differences were found in parental ratings of sleep problems or for nighttime sleep duration and sleep efficiency, as measured by actigraphy. However, preexisting sleep disturbances and brain injury resulting in alteration of consciousness were identified as predictors of poorer sleep six months post-injury in the mTBI group. The aim of the second article was to investigate executive functions six months post-injury in the same cohort of preschoolers, and to determine the role of sleep in the links between mTBI and executive functioning. Children with mTBI (n = 84) and typically developing children (n = 83) were included in the analyses. There were no significant group differences on measures of inhibition and cognitive flexibility six months post-injury. However, relative to controls, children with mTBI and shorter nighttime sleep duration or increased sleep problems exhibited poorer executive functions. This thesis allows a better understanding of the factors associated with sleep disturbance after preschool mTBI. In addition, the results highlight the importance of documenting sleep in preschoolers with mTBI, as sleep difficulties place children at risk for later executive dysfunction, which may subsequently impact other spheres of functioning.

Les enfants d’âge préscolaire (≤ 5 ans) sont plus à risque de subir un traumatisme crânio-cérébral (TCC) que les enfants plus agés, et 90% de ces TCC sont de sévérité légère (TCCL). De nombreuses études publiées dans les deux dernières décennies démontrent que le TCCL pédiatrique peut engendrer des difficultés cognitives, comportementales et psychiatriques en phase aigüe qui, chez certains enfants, peuvent perdurer à long terme. Il existe une littérature florissante concernant l'impact du TCCL sur le fonctionnement social et sur la cognition sociale (les processus cognitifs qui sous-tendent la socialisation) chez les enfants d'âge scolaire et les adolescents. Or, seulement deux études ont examiné l'impact d'un TCCL à l'âge préscolaire sur le développement social et aucune étude ne s'est penchée sur les répercussions socio-cognitives d'un TCCL précoce (à l’âge préscolaire). L'objectif de la présente thèse était donc d'étudier les conséquences du TCCL en bas âge sur la cognition sociale. Pour ce faire, nous avons examiné un aspect de la cognition sociale qui est en plein essor à cet âge, soit la théorie de l'esprit (TE), qui réfère à la capacité de se mettre à la place d'autrui et de comprendre sa perspective. Le premier article avait pour but d'étudier deux sous-composantes de la TE, soit la compréhension des fausses croyances et le raisonnement des désirs et des émotions d'autrui, six mois post-TCCL. Les résultats indiquent que les enfants d'âge préscolaire (18 à 60 mois) qui subissent un TCCL ont une TE significativement moins bonne 6 mois post-TCCL comparativement à un groupe contrôle d'enfants n'ayant subi aucune blessure. Le deuxième article visait à éclaircir l'origine de la diminution de la TE suite à un TCCL précoce. Cet objectif découle du débat qui existe actuellement dans la littérature. En effet, plusieurs scientifiques sont d'avis que l'on peut conclure à un effet découlant de la blessure au cerveau seulement lorsque les enfants ayant subi un TCCL sont comparés à des enfants ayant subi une blessure n'impliquant pas la tête (p.ex., une blessure orthopédique). Cet argument est fondé sur des études qui démontrent qu'en général, les enfants qui sont plus susceptibles de subir une blessure, peu importe la nature de celle-ci, ont des caractéristiques cognitives pré-existantes (p.ex. impulsivité, difficultés attentionnelles). Il s'avère donc possible que les difficultés que nous croyons attribuables à la blessure cérébrale étaient présentes avant même que l'enfant ne subisse un TCCL. Dans cette deuxième étude, nous avons donc comparé les performances aux tâches de TE d'enfants ayant subi un TCCL à ceux d'enfants appartenant à deux groupes contrôles, soit des enfants n'ayant subi aucune blessure et à des pairs ayant subi une blessure orthopédique. De façon générale, les enfants ayant subi un TCCL ont obtenu des performances significativement plus faibles à la tâche évaluant le raisonnement des désirs et des émotions d'autrui, 6 mois post-blessure, comparativement aux deux groupes contrôles. Cette étude visait également à examiner l'évolution de la TE suite à un TCCL, soit de 6 mois à 18 mois post-blessure. Les résultats démontrent que les moindres performances sont maintenues 18 mois post-TCCL. Enfin, le troisième but de cette étude était d’investiguer s’il existe un lien en la performance aux tâches de TE et les habiletés sociales, telles qu’évaluées à l’aide d’un questionnaire rempli par le parent. De façon intéressante, la TE est associée aux habiletés sociales seulement chez les enfants ayant subi un TCCL. Dans l'ensemble, ces deux études mettent en évidence des répercussions spécifiques du TCCL précoce sur la TE qui persistent à long terme, et une TE amoindrie seraient associée à de moins bonnes habiletés sociales. Cette thèse démontre qu'un TCCL en bas âge peut faire obstacle au développement sociocognitif, par le biais de répercussions sur la TE. Ces résultats appuient la théorie selon laquelle le jeune cerveau immature présente une vulnérabilité accrue aux blessures cérébrales. Enfin, ces études mettent en lumière la nécessité d'étudier ce groupe d'âge, plutôt que d'extrapoler à partir de résultats obtenus avec des enfants plus âgés, puisque les enjeux développementaux s'avèrent différents, et que ceux-ci ont potentiellement une influence majeure sur les répercussions d'une blessure cérébrale sur le fonctionnement sociocognitif. / Preschool children (≤ 5 years old) are at particular risk of sustaining traumatic brain injury (TBI) and 90% of these injuries are mild in nature (mTBI). A substantial amount of research has provided evidence of acute and, in more isolated cases, long-term cognitive, behavioral, and psychiatric consequences following mTBI. In the last two decades, there has been an increase in scientific attention dedicated to the social and socio-cognitive (the cognitive functions that underpin socialisation) sequelae of pediatric mTBI; however, research has almost exclusively been conducted with school-aged children and adolescents. Thus, the literature concerning the social repercussions of mTBI remains comparatively sparse in preschool children, with only two studies that have examined social competence following mTBI. No study has investigated the consequences of early (preschool) mTBI on social cognition. Therefore, the overall objective of this thesis was to expand our understanding of the impact of preschool mTBI on social cognition. More specifically, we addressed an aspect of social cognition that typically emerges during the preschool years, that of theory of mind (ToM), known as the capacity to put oneself in others’ shoes and understand their perspective. The first article examined two subcomponents of ToM, that of false belief understanding and desires and emotions reasoning, 6 months post-mTBI. The findings indicate that preschool children (18 to 60 months) who sustain mTBI have significantly poorer ToM skills compared to typically developing peers 6 months post-injury. The second article focused on the debate in the mTBI literature concerning the most appropriate control group for isolating outcomes that are specific to brain injury. Indeed, it is argued that the choice of the control group (community controls vs. injured counterparts) is of paramount importance because it dictates the conclusions that can be drawn in TBI research. It is argued that brain-injury-specific effects constitute a valid conclusion only when compared to injured peers because in general, children who sustain accidental injuries (whether orthopedic or to the head) share certain pre-existing cognitive characteristics (e.g., impulsivity, attentional difficulties) that not only make them more accident-prone but may also be the origin of post-mTBI difficulties. Thus, the aim of the second paper was to determine whether the poorer ToM skills detected in preschool children with mTBI are the result of a general-injury effect or a brain-injury-specific effect. A second goal of this article was to examine the evolution of ToM skills following mTBI, from 6 months to 18 months post-injury. To do so, we compared children with mTBI to both a community control group and an orthopedic injury (OI) control group. The findings indicate that children who sustain mTBI performed worse on the desires and emotions reasoning task 6 months post-injury compared to both injured and uninjured counterparts, and this discrepancy in performance was maintained 18 months post-mTBI. Lastly, the third goal of this study was to investigate the link between performances on ToM tasks and social abilities, as measures by parental questionnaires. Overall, these two studies demonstrate a persistent brain-injury-specific effect on ToM skills following early mTBI, and poorer ToM skills are associated with reduced social functioning. This thesis provides evidence that early mTBI can interfere with socio-cognitive development, notably in terms of its repercussions on ToM. These findings support the theory according to which the young, immature brain is more vulnerable to brain insult. Importantly, our studies demonstrate that extrapolation from conclusions drawn with older pediatric age groups may be erroneous because the developmental issues faced by preschool children are fundamentally different. Indeed, neurodevelopmental immaturity may be a driving force that dictates the impact of mTBI on socio-cognitive functioning.

Reconnu comme l’une des principales causes d’invalidité, le traumatisme crânio-cérébral (TCC) est une condition chronique pouvant occasionner des déficits physiques, cognitifs, émotionnels et comportementaux. Ces déficits interfèrent avec la capacité de la personne à s’engager dans ses activités quotidiennes, incluant des activités complexes comme la préparation de repas. Afin de soutenir cette population lors de la préparation de repas, une technologie d’assistance à la cognition (TAC) nommée Cognitive Orthosis for coOKing (COOK) a été développée en partenariat avec une résidence alternative pour des personnes ayant des incapacités graves à la suite d’un TCC. Suivant l’installation de COOK, trois résidents ont été en mesure de préparer des repas de façon sécuritaire et autonome. Toutefois, rien n’est connu sur la façon avec laquelle COOK pourrait répondre aux besoins des personnes ayant eu un TCC et vivant dans la communauté, ni comment cette technologie pourrait offrir de l’assistance personnalisée, minimale et contextualisée pour soutenir cette population. Cette thèse vise donc à développer des connaissances pour soutenir le développement d’une version bonifiée de COOK qui correspondrait aux besoins variés de ces utilisateurs, en répondant à trois objectifs : 1) définir les besoins d’assistance verbale des personnes ayant eu un TCC modéré à grave afin d’améliorer les capacités de personnalisation de COOK; 2) évaluer son utilisabilité et expérience utilisateur en laboratoire et en milieu réel; et 3) identifier les facilitateurs et obstacles pouvant influencer l’implantation de COOK auprès de personnes ayant eu un TCC et vivant dans la communauté. Suivant une démarche de conception centrée sur l’utilisateur, quatre études ont été réalisées : (1) une étude mixte avec transformation des données et analyse d’enregistrements vidéo pour documenter l’assistance verbale offerte à 45 participants ayant un TCC lors de la préparation d’un repas; (2) une étude d’utilisabilité mixte pendant laquelle 10 participants ayant un TCC ont testé COOK en laboratoire; (3) une étude mixte à sujet unique pour évaluer l’utilisabilité de COOK au domicile d’une personne ayant eu un TCC grave; et (4) une étude qualitative descriptive impliquant des personnes ayant eu un TCC, des personnes proches aidantes et des intervenants, pour explorer leurs perceptions quant aux facilitateurs et obstacles à l’implantation de COOK dans leur milieu respectif. La première étude a permis d’identifier neuf types d’assistance cognitive et un type d’assistance motivationnelle, et de documenter les difficultés pour lesquelles les ergothérapeutes offraient de l’assistance. Des enjeux d’utilisabilité ont ensuite été documentés pendant les essais en laboratoire (étude 2) et en milieu réel (étude 3), particulièrement au niveau du système de sécurité autonome. Plusieurs besoins de bonifications technologiques ont aussi été identifiés par les participants (études 2, 3 et 4). Enfin, la quatrième étude a identifié divers facilitateurs (p.ex. les fonctionnalités disponibles dans COOK) et obstacles (p.ex. la logistique entourant l’installation, l’apprentissage et le soutien) à l’implantation de TAC comme COOK pour soutenir les personnes vivant dans la communauté avec un TCC grave. Ultimement, ces connaissances cliniques pourront soutenir le développement continu et l’implantation de TAC comme COOK pour qu’elles répondent aux besoins d’une plus grande population. / Defined as one of the main causes of disability, traumatic brain injury (TBI) is a chronic condition that can cause physical, cognitive, emotional, and behavioral deficits. These deficits may interfere with the person's ability to engage in daily activities, including complex activities such as meal preparation. To support this population during meal preparation, an assistive technology for cognition (ATC) called Cognitive Orthosis for coOKing (COOK) was recently developed in collaboration with an alternative residence for people with severe TBI. Following the installation of COOK, three residents were able to prepare meals safely and independently within their home. However, little is known about how COOK could meet the needs of people with TBI living in the community, or how it could provide personalized, minimal and contextualised assistance to support this population. This thesis aimed to develop a knowledge base to support the development of an improved version of COOK that would meet the varied needs of this new population, by meeting three objectives: 1) define the verbal assistance needs of people with moderate to severe TBI to enhance COOK's customization possibilities; 2) evaluate the usability and user experience of COOK in a laboratory setting and in a real-world environment; and 3) identify the facilitators and obstacles that may influence the implementation of COOK within the homes of people with TBI and in clinical settings. Integrated in a user-centered design process, four studies were conducted: (1) a study using conversion mixed design and video data analysis to document the verbal assistance provided to 45 participants with TBI during a meal preparation task; (2) a usability mixed-methods study during which 10 participants with TBI tested COOK in a laboratory setting; (3) a mixed-methods single-case study to assess the usability of COOK with a man with severe TBI living in the community; and (4) a qualitative descriptive study involving people with TBI, caregivers and healthcare professionals, to explore their perceptions of the facilitators and obstacles to the potential implementation of COOK in their respective settings. The first study identified nine types of cognitive assistance and one type of motivational assistance that were provided by occupational therapists to support people with TBI, and documented the difficulties for which these assistances were provided. Several usability issues were also documented when testing COOK in a laboratory setting (study 2) and in a real-world environment (study 3), particularly with the self-monitoring security system. Modification needs were also identified by the participants (studies 2, 3, and 4) to improve COOK. Finally, the fourth study highlighted many facilitators (e.g., the functionalities available in COOK) and obstacles (e.g., the logistics surrounding installation, learning and support of COOK) to consider before implementing ATCs like COOK. Ultimately, this knowledge base will support the continued development and the implementations of ATCs such as COOK to meets the needs of a larger population.