Les personnes ayant vécu un accident vasculaire cérébral (AVC) ne sont généralement pas suffisamment actives pour en retirer les bénéfices sur leur santé. Il existe un programme appelé « Fitness and Mobility Exercise (FAME) » reconnu pour améliorer la condition physique post-AVC lorsque donné en centre communautaire. Or, de nombreux obstacles (environnementaux, sociaux, économiques), exacerbés par la pandémie de COVID-19, empêchent les personnes post-AVC d'accéder aux programmes communautaires. Ce présent mémoire se divise en deux phases. La première phase est composée d'un premier objectif qui était de décrire la quantité d'activité physique (AP), les barrières et motivateurs à la pratique d'AP des Québécois post-AVC. Pour ce faire, 30 personnes ont été sondées en ligne. Les résultats démontrent que les participants ne rencontrent pas les recommandations en AP. Certaines similitudes et différences existent entre les barrières des Québécois et celles rapportées dans la littérature, alors que les motivateurs à la pratique d'AP sont similaires. La deuxième phase comprend deux objectifs : a) adapter le programme FAME pour qu'il soit offert par vidéoconférence à la maison et b) évaluer la faisabilité du programme FAME@maison. Pour le premier objectif, deux groupes de discussion ont été réalisés auprès de cinq professionnels de la santé et quatre chercheurs spécialisés en AVC et téléréadaptation. Des recommandations sur les critères d'inclusion, mesures de sécurité, exercices, utilisation de la technologie et autres suggestions ont permis de développer le programme FAME@maison. Pour le deuxième objectif, la faisabilité de FAME@maison a été évaluée auprès de 9 participants post-AVC (trois groupes de trois personnes) (devis avant-après) à raison de 2 séances d'une heure par semaine sur 12 semaines. FAME@maison s'est avéré être faisable (92% de nos critères de faisabilité ont été atteints). FAME@maison est une approche novatrice et faisable qui pourrait aider à combler les besoins en AP des personnes post-AVC. / Stroke survivors are commonly not active enough to accrue health benefits. An evidence-based program called, Fitness and Mobility Exercise (FAME), has been shown to improve physical condition and mobility after stroke in community settings. However, stroke survivors often face environmental, social, and economic barriers (exacerbated by the COVID-19 pandemic), to accessing community-based programs. The overall aim of this project was to increase our understanding of physical activity (PA) and barriers for stroke survivors in Quebec, and to explore novel approaches to enhance PA. This study was comprised of two phases. The objective of the first phase was to describe the duration and frequency of PA, and barriers and motivators to PA among stroke survivors in Quebec. Thirty individuals were surveyed online. Results demonstrated that a small sample of stroke survivors living in Quebec did not meet PA recommendations. Some similarities and differences existed between the barriers of stroke survivors in Quebec and the literature, while motivators to PA were similar. The second phase was divided in two specific objectives, which were to: 1) adapt the FAME program for delivery at home using videoconferencing technology, and 2) evaluate the feasibility of the FAME@home program. In objective 1, focus groups were conducted with five healthcare professionals and four researchers with expertise in stroke and telerehabilitation to adapt FAME. Recommendations on inclusion criteria, safety measures, exercise, use of technology, and other issues informed adaptions to the FAME@home program and study protocol. In objective 2, the feasibility of FAME@home was evaluated using a pre-post design with nine post-stroke participants (three groups of three participants). Participants completed two, one-hour sessions each week for 12 weeks. FAME@home was feasible (92% of the feasibility criteria were met). FAME@home is an innovative and feasible approach that may help to meet the PA needs of stroke survivors.

Les objectifs de ce projet de maîtrise étaient (1) de comparer un groupe de patients avec AVC chronique avec des sujets contrôles au niveau de mesures cliniques et de la fonction corticospinale (testée par stimulation magnétique transcrânienne ou TMS) de la cheville parétique et (2) de tester les effets des stimulations magnétiques périphériques répétitives (rPMS) sur le muscle tibial antérieur chez ces patients au niveau du contrôle moteur de la cheville parétique et de la fonction corticospinale de ce muscle. D'abord, nous avons observé des différences cliniques et TMS importantes entre patients et contrôles, ainsi qu'entre patients avec lésion corticale et sous-corticale. Des corrélations entre les résultats TMS et cliniques indiquent un lien entre le contrôle de la cheville et la récupération de la fonction corticospinale. Ensuite, comparé à la stimulation placebo, les rPMS ont pu démontrer des améliorations au niveau du contrôle moteur de la cheville, en relation avec des changements au niveau des mesures TMS et en lien avec l'état initial du système (paramètres prédictifs d'un effet des rPMS). Ces résultats encouragent des futures études à évaluer plus en profondeur les effets des rPMS et leurs mécanismes sous-jacents.

Titre de l'écran-titre (visionné le 15 avril 2024) / Dans le cerveau adulte, la voie canonique Wnt est requise pour maintenir les fonctions neurovasculaires, incluant le débit sanguin cérébral (DSC), l'intégrité de la barrière hémato-encéphalique (BHE), la stabilité vasculaire, l'activité neuronale, et la réponse immunitaire. Les maladies cérébro-vasculaires et les démences, notamment la maladie d'Alzheimer (MA), sont associées à une altération des fonctions neurovasculaires et à une dérégulation de la voie canonique Wnt. Des découvertes récentes suggèrent que des taux élevés de Dickkopf-1 (DKK1), un inhibiteur endogène de la voie canonique Wnt, corrèlent avec un mauvais pronostic chez les patients atteints par un accident vasculaire cérébral (AVC) ou la maladie d'Alzheimer (MA). Toutefois, la dynamique de DKK1 et sa contribution à la pathobiologie des AVC et de la MA, ainsi que son potentiel comme cible thérapeutique, restent méconnue. En utilisant un modèle expérimental d'AVC ischémique chez la souris, nous avons trouvé dans la première étude que DKK1 est *de novo* exprimé dans le cerveau lésé, mais absent dans le tissu sain. En utilisant une approche génétique qui permet une induction conditionnelle de DKK1, combinée au remplacement des cellules de la moelle osseuse, nous avons découvert que les cellules immunitaires seraient à l'origine du DKK1 dans le cerveau lésé. L'expression de DKK1 par des cellules immunitaires dérivées de moelle osseuse est suffisante pour déréguler la voie canonique Wnt au site de la lésion, traduit par une réduction de l'expression de la β-caténine. L'induction de DKK1 avant un AVC aggrave le dysfonctionnement et la perte neuronale, et exacerbe les déficits neurologiques. Ceci est associé à la dérégulation de la perfusion sanguine ainsi que la vascularisation du tissu endommagé, et à la désorganisation de la cicatrice astrogliale. L'induction de DKK1 après un AVC entrave le confinement de la lésion, causant une inflammation chronique. Ceci est associé à une infiltration importante des lymphocytes B et à une émergence des comportements de type anxiogène. La neutralisation pharmacologique de DKK1 limite la progression des dommages cérébraux et améliore la récupération neurologique. Dans la deuxième étude, nous avons souligné une désactivation progressive de la voie canonique Wnt dans le cerveau des patients atteints de la MA, traduite par une réduction de l'expression de la β-caténine. Cette désactivation corrèle avec la durée des symptômes et elle est plus importante chez les patients porteurs de l'apolipoprotéine E4 (ApoE4). En utilisant un modèle expérimental appartenant à la forme tardive de la MA, la souris transgénique APP$_\textup{swe}$/PS1, nous avons démontré que la présence de la protéine DKK1 augmente dans le cerveau en présence de la pathologie amyloïde-β (Aβ), associée à une diminution de l'expression de la β-caténine. L'inhibition pharmacologique de DKK1 restore l'activité de la voie canonique Wnt dans le cerveau et atténue la pathologie Aβ, tout en améliorant la mémoire et l'état de vigilance des animaux. Ceci est accompagné par une amélioration de la vascularisation, de l'intégrité de la BHE et de la plasticité synaptique. L'ensemble de nos résultats a permis d'identifier l'origine de DKK1 dans le cerveau lésé et d'élucider son rôle dans la pathobiologie et la thérapie des maladies cérébro-vasculaires et les démences. / In the adult brain, the canonical Wnt pathway is required to maintain neurovascular functions, including cerebral blood flow (CBF), blood-brain barrier (BBB) integrity, vascular stability, neuronal activity, and immune response. Cerebrovascular disease and dementia, notably Alzheimer's disease (AD), are associated with impaired neurovascular function and deregulation of the canonical Wnt pathway. Recent findings suggest that elevated levels of Dickkopf-1 (DKK1), an endogenous inhibitor of the canonical Wnt pathway, correlate with a poor prognosis in patients suffering of stroke or Alzheimer's disease (AD). However, the dynamics of DKK1 and its contribution to the pathobiology of stroke and AD, as well as its potential as a therapeutic target, remain poorly understood. Using an experimental mouse model of ischemic stroke, we found in the first study that DKK1 is *de novo* expressed in injured brain but absent in healthy tissue. Using a genetic approach that allows conditional induction of DKK1, combined with bone marrow cell replacement, we found that immune cells would be the main source of DKK1 in the injured brain. Expression of DKK1 by bone marrow-derived immune cells is sufficient to deregulate the canonical Wnt pathway at the injury site, translated by reduced β-catenin expression. Pre-stroke induction of DKK1 exacerbates neuronal dysfunction and exacerbates neurological deficits. This is associated with deregulation of blood perfusion and vascularization of damaged tissue, and disorganization of the astroglial scar. DKK1 induction after stroke impaired lesion enclosure, causing chronic inflammation. This is associated with extensive B-cell infiltration and the emergence of anxiety-like behaviors. Pharmacological neutralization of DKK1 limits the progression of brain damage and improves neurological recovery. In the second study, we highlighted a progressive deactivation of the canonical Wnt pathway in the brains of AD patients, reflected by a reduction in β-catenin expression. This deactivation correlates with the duration of symptoms and is higher in patients carrying apolipoprotein E4 (ApoE4). Using an experimental model belonging to the late form of AD in APP$_\textup{swe}$/PS1 transgenic mice, we demonstrated that the presence of DKK1 protein increases in the brain in the presence of amyloid-β (Aβ) pathology, associated with a decrease in β-catenin expression. Pharmacological inhibition of DKK1 restores the activity of the canonical Wnt pathway in the brain and attenuates Aβ pathology, while improving the memory and awareness of the animals. This is accompanied by improvements of vascularization, BBB integrity and synaptic plasticity. Taken together, our findings have identified the origin of DKK1 in the damaged brain and elucidated its role in the pathobiology and therapy of cerebrovascular disease and dementia.

La conduite automobile représente une activité de la vie quotidienne significative, mais suite à un accident vasculaire cérébral (AVC), peu de gens parviennent à la reprendre. Le but de l'étude était de développer un protocole d'entraînement visant à améliorer les capacités perceptivo-cognitives pré-requises à la conduite automobile chez les personnes ayant subi un AVC. Un protocole d'entraînement a été développé suite à une recension des écrits, une enquête par questionnaire et une consultation de 5 experts en conduite automobile. Le protocole a été appliqué avec 5 sujets ayant subi un AVC. Celui-ci incorpore deux méthodes: la conduite commentée adaptée et l'entraînement sur la route. La faisabilité du protocole a été démontrée et deux sujets ont réussi leur test sur route. Ce protocole permet de mieux outiller les ergothérapeutes pour l'entraînement des clients en fonction des exigences complexes de l'activité de conduite automobile.

Stroke is the third leading cause of death and the most common cause of disability in the world. To relieve the heavy burden of stroke, we need to understand the mechanisms that will form the basis of improved prevention and treatment. Epidemiological studies have found evidence for a genetic influence on the common form of stroke. However the genetic of stroke is still in its infancy. Subclinical intracranial atherosclerosis is sometime a predisposing factor for ischemic stroke (IS). This study was carried out to elucidate genetic factors influencing the complex phenotype of IS and subclinical intracranial atherosclerosis.<p>In the Belgium Stroke Study (BSS), we collected 237 middle-aged (45-60 yrs) patients with small vessel occlusion (SVO) or large vessel atherosclerosis (LVA) IS, according to the Acute Stroke Treatment (TOAST) criteria, 326 ethnicity and gender matched subjects were used as controls. We tested variants in cholesterol-related candidate genes (sterol regulatory element binding protein, SREBP, SREBP-cleavage activating protein, SCAP, Apolipoprotein E, APOE, and Proprotein convertase subtilisin/kexin type 9, PCSKA) for association with IS. Significant gene-IS associations were further tested in a Finnish autopsy collection of 1004 cases with a quantitative assessment of atherosclerosis in the circle of Willis.<p>While we could not detect any significant association between polymorphisms in the SREBP and SCAP genes and IS, we found evidence for association at the APOE and PCSK9 loci. The APOE &949;4+ genotype was related to a more severe intracranial atherosclerosis score in men, and within the most common APOE &949;3/&949;3 genotype group a higher risk of IS was associated with the G-allele at the -219G/T promoter polymorphisms. At PCSK9, the minor allele (G) of the tagging E670G polymorphism appeared as a significant predictor of LVA (OR = 3.52, 95% CI 1.25-9.85; p = 0.017). Accordingly, in the Finnish autopsy series, G-allele carriers tended to have more severe allele copy number-dependent (p=0.095) atherosclerosis in the circle of Willis and in its branches. <p>Our findings in this unique combination of clinical and autopsy data suggest a multifaceted role of apoE on the risk of cerebrovascular diseases. The APOE &949;4+ genotype did not predict the risk of IS, but was associated with severity of subclinical intracranial atherosclerosis in men. In contrast, the promoter variants affecting apoE expression were significant predictors of IS, suggesting that quantitative rather than qualitative variation of apoE is related to IS independently of subclinical intracranial atherosclerosis. Furthermore, we demonstrated that PCSK9 associates with the risk of LVA stroke subtype, and suggest that the risk is related to the severity of the underlying intracranial atherosclerosis. <p>Atherogenesis is considered as an active, inflammatory process, interleukin (IL)-18 a proinflammatory cytokine, is thought to play a central role in the development of atherosclerosis and more specifically in plaque rupture. We genotyped four haplotype tagging polymorphisms at the IL18 gene in the BSS and the Finnish autopsy series. The minor alleles of the IL18 -607 and +127 polymorphisms, as well as the haplotype carrying both minor alleles, associated with IS after adjustment for all cardiovascular risk factors. No association was seen with the development of subclinical intracranial atherosclerosis. Our findings suggest that variation in the IL18 gene influences the acute atherosclerotic IS event, but not the previous development of subclinical intracranial atherosclerosis, suggesting a causal role of IL18 in the vulnerability of cerebral arterial atherosclerotic plaques to acute rupture and subsequent thrombosis. <p><p> / Doctorat en Sciences médicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le Burkina Faso (BF) connait les phénomènes de transitions nutritionnelle et épidémiologique. Les hospitalisations pour AVC ou pour HTA et diabète sont en augmentation progressive, atteignant en 2016 trois fois les valeurs de 2012. Pour réduire la morbi-mortalité liée aux AVC, il faut réduire l’incidence des troubles de la déglutition (TD) et la dénutrition liée à la maladie. Les données sur ces sujets sont rares ou absentes en Afrique subsaharienne et au BF. Les objectifs des travaux étaient de i) déterminer la prévalence des troubles nutritionnels et des TD à l’admission pour AVC au BF, ainsi que leur évolution dans les 14 premiers jours de suivi ii) explorer au premier niveau de soins les connaissances et attitudes des infirmiers concernant les TD et les troubles nutritionnels des patients hémiplégiques, potentiellement victimes d’AVC. L’état nutritionnel et les TD de 222 patients victimes d’AVC consécutivement admis aux CHU de Ouagadougou et de Bobo-Dioulasso étaient étudiés à l’inclusion J0, au 8ème jour J8, et au 14ème jour J14. Les prévalences de la dénutrition étaient respectivement de 25,2%, 29,4% et 31,0%, et celles des TD de 37,4%, 28,4% et 15,8%. Tous les critères anthropométriques baissaient entre J0 et J14. A J14, les facteurs associés à la présence d’une dénutrition étaient le sexe féminin (OR=7,01; IC95% :1,51-32,56), le faible poids à J0 (OR=0,69; IC95%: 0,60- 0,79), et le faible pli cutané tricipital tricipital à J0 (OR=0,85; IC95%: 0,74-0,99). La dénutrition était un problème de santé important dès J0 chez ces patients, et les personnes de sexe féminin et les patients les plus dénutries à J0 devraient être particulièrement surveillées et pris en charge. Un questionnaire d’exploration des connaissances et pratiques concernant les TD et les troubles nutritionnels était administré à 125 infirmiers de centres de soins primaires urbains travaillant dans les centres dont le niveau de référence reçoit le plus de patients hémiplégiques au BF. 57% des infirmiers avaient des connaissances modestes sur le rôle du cerveau dans le contrôle de la déglutition et la survenue d’une hémiplégie. Concernant le dépistage des TD, 58,4% donnaient de bonnes réponses sur le chapitre portant sur la toux et 56,0% sur le chapitre portant sur la voix. 42,3% des infirmiers faisaient le lien entre pneumopathie d’inhalation et TD, 36,0% connaissaient une manoeuvre d’urgence à appliquer en cas de fausse route trachéale. Seulement 1,6% des infirmiers savaient que les adaptations des textures, les modifications de goût ou de température des boissons pouvaient influer sur les TD, et 65,6% reconnaissaient l’impact des adaptations posturales. L’impact des TD sur l’état nutritionnel étaient connu par 39,2% des infirmiers. Pour dépister un TD, seulement 11,6% des infirmiers utilisaient à la fois un interrogatoire et un test de réalimentation. 30,1% des infirmiers ne prodiguaient pas de conseils hygiéno-diététiques aux patients. Lors du transfert du malade vers l’échelon supérieur, 41,7% ne renseignaient jamais l’existence ou non des TD. En multivarié, seule la bonne connaissance du chapitre voix était associée à la capacité de détecter un TD (OR=3,5; IC95%: 1,4-8,1). Les éléments du cursus professionnel des infirmiers n’intervenaient pas. L’enseignement de neurologie et celui portant sur la nutrition des patients hémiplégiques devrait intégrer des données spécifiques sur les TD, avec en particulier leurs modalités de dépistage et des conseils simples de textures et de postures. Ces études ont permis de préciser pour la première fois l’état nutritionnel et la prévalence des TD chez les patients post-AVC au BF. Elles suggèrent que les parcours de soins des patients pourraient être sécurisés, grâce en particulier à la mise en place de programmes de formations des personnels de santé, à une meilleure information des patients, quand c’est possible, et des entourages, et également à la mise à disposition de matériels et techniques simples. / Burkina Faso (BF) is experiencing nutritional and epidemiological transitions. Hospitalizations for cerebrovascular disease or hypertension and diabetes are gradually increasing, reaching in 2016 three times the values of 2012. To reduce burden due to stroke, it is necessary to reduce the effect of dysphagia and undernourrishment related to the disease. Data on these subjects are scarce or absent in sub-Saharan Africa and BF. The objectives of the research were, to determine the prevalence of nutritional disorders and dysphagia at admission for stroke in the BF referral hospital settings, as well as their changes in the first 14 days of follow-up, and secondly to explore in the primary care centers, nurses' knowledge, attitudes and practices about dysphagia and nutritional disorders in hemiplegic patients, potentially stroke victims. The nutritional status and dysphagia of 222 stroke patients consecutively admitted to the university hospital centers of Ouagadougou and Bobo-Dioulasso were studied at baseline D0, eighth day D8 and fourteenth day D14. Undernourrishment prevalences were 25.2%, 29.4% and 31.0% respectively, and dysphagia prevalences were 37.4%, 28.4% and 15.8%. All anthropometric criteria decreased between D0 and D14. At D14, the factors associated with undernourrishment were female sex (OR=7.01; 95% CI=1.51-32.56), low weight at D0 (OR=0.69; 95% CI=0.60-0.79), and low tricipal tricipal skin fold at D0 (OR=0.85;95% CI=0.74- 0.99). Undernourrishment was a major health problem as early as D0 in these patients, and female patients and the most malnourished patients at D0 should be particularly monitored and managed. A questionnaire to explore knowledge and practice regarding dysphagia and nutritional disorders was administered to 125 nurses from urban primary care centers working in centers where tertiary level of care receives the most hemiplegic patients in the BF. 57% of nurses had a good knowledge on the brain's role in controlling swallowing and the occurrence of hemiplegia. Regarding screening for dysphagia, 58.4% of nurses gave correct answers on the cough chapter and 56.0% on the voice chapter. 42.3% of nurses made the link between aspiration pneumonitis and swallowing disorders, 36.0% knew an emergency manoeuvre to be applied in the event of an aspiration. Only 1.6% of nurses knew that changes in textures, taste or temperature of beverages could affect swallowing, and 65.6% recognized the impact of postural adaptations. The impact of dysphagia on nutritional status was known by 39.2% of nurses. To screen for dysphagia in practice, only 11.6% of nurses used both an interrogation and a refeeding test. 30.1% of nurses did not provide dietary advices to patients. At the time of the patient's transfer to the higher level of care, 41.7% never gave any information about the presence or not of dysphagia. In multivariate analysis, only good knowledge of the "voice" chapter was associated with the ability to detect dysphagia (OR = 3.5, 95% CI: 1.4-8.1). The criteria of the professional career of nurses did not impact results. Neurology and nutrition education for hemiplegic patients should include specific data on dysphagia, particularly regarding screening modalities and simple advice on texture and postures. For the first time, these studies have clarified the nutritional status and prevalence of dysphagia in post-stroke patients in Burkina Faso. They suggest that patient care pathways should be more secured, through establishment of training programs for health workers, better information for patients, and carers, and also the provision of simple materials and techniques.

Cette thèse comprend deux études de Tomographie par Émission de Positrons qui ont respectivement été effectuées auprès de sujets sains et de patients ayant subi un accident vasculaire-cérébral (AVC). L'objectif principal de ces expériences était de comparer les circuits cérébraux impliqués dans l'imagination et l'exécution physique de mouvements du membre inférieur à différents stades de l'apprentissage d'une séquence motrice. Tel qu'attendu, les données de la première étude auprès de sujets sains démontrent qu'avec la pratique physique, le patron de changements dynamiques de flot sanguin observé lors de l'exécution d'une séquence explicite de mouvements du pied est très semblable lors de l'évocation mentale de cette même séquence. Cependant, les résultats de la seconde expérience démontrent que les patrons de changements de flot sanguin associés à la pratique physique sont différents chez les patients porteurs d'une lésion striato-capsulaire que ceux obtenus pour les contrôles. Ainsi, nos données suggèrent qu'un dommage striato-capsulaire nuit à l'apprentissage d'une séquence motrice explicite. De plus, il semble que le réseau cérébello-cortical normalement impliqué dans ce genre d'acquisition motrice ne compense pas pour ce type de lésion

Conformément au « planar law » de la coordination intersegmentaire, lorsque les angles d’élévation de la cuisse, de la jambe et du pied sont tracés pour un cycle de marche, ils ont tendance à créer une boucle qui s’oriente sur un plan spatial en 3-dimensions (3D). Le principal objectif de cette thèse a été d'utiliser des techniques d'analyse relatives à cette loi pour mieux comprendre comment le système nerveux central (SNC) coordonne et met en œuvre les ajustements locomoteurs anticipatoires (ALAs) pour le franchissement d’obstacle dans les populations saines et pathologiques. L’étude 1 a examiné les points généraux pour les ALAs normaux et l’étude 2 a relié les amplitudes du mouvement segmentaire au travail mécanique effectué par les muscles fléchisseurs de la hanche et du genou. Les études 3 et 4 ont déterminé comment des déficiences respectives de l’ataxie cérébelleuse autosomique récessive de type 1 (ARCA-1) et d'un accident vasculaire cérébral (AVC) peuvent avoir une incidence sur le contrôle locomoteur. Chez les adultes sains, le déphasage entre les segments adjacents se sont révélés être corrélé à des caractéristiques du plan formé par les angles d’élévation du segment, et ces différences de phase ont changé systématiquement avec l'augmentation de la hauteur de l'obstacle. Il a été proposé que le SNC ajuste un patron locomoteur de base pour les contraintes environnementales par la manipulation des différentes phases de l’angle d'élévation entre les segments adjacents ainsi que par l'amplitude de l’angle d'élévation. L’étude de suivi a déterminé que lorsque les obstacles les plus hauts étaient franchis, les décalages de phase de la cuisse pour la jambe d’attaque, et pour la jambe de l’autre membre ont augmenté. Le travail effectué par les muscles de la hanche et du genou a influencé l’élévation de la cuisse différemment pour les membres d’attaques et suivants et il a été conclu que ces muscles n'ont pas de rôles spécifiques pour l’élévation et la progression du membre inférieur lors de l’ALA. Au lieu de cela, ces puissances musculaires peuvent résulter du contrôle dynamique des angles d’élévation. Lorsque l'on observe la coordination chez les participants avec ARCA-1 et AVC les trajectoires des angles d'élévation du membre inférieur ont continué à s’orienter sur un plan spatial en 3D. Chez les participants avec ARCA-1, une plus grande différence de phase entre les segments de la cuisse et la jambe a suggéré d'être un mécanisme de contrôle lorsque ce groupe augmente volontairement le dégagement des orteils pour enjamber des obstacles. Chez les participants avec un précédent d’AVC, cette différence de phase a été plus grande dans le membre non parétique, ce qui a été interprété comme nécessaire pour élever le membre en compensation pour le mauvais appui du membre parétique. Les résultats de cette thèse suggèrent des mécanismes de contrôle d’élévation segmentaire pour la mise en œuvre d’ALAs et mettent en évidence les mécanismes de compensation volontaire d’un tel contrôle dans des populations pathologiques. / According to the planar law of intersegmental coordination, when elevation angles of the thigh, shank, and foot are plotted for a gait cycle, they tend to create a loop which orients on a plane in 3-dimensional space. The main goal of this thesis was to use analysis techniques related to this law to gain a better understanding of how the central nervous system coordinates and implements anticipatory locomotor adjustments (ALAs) for stepping over obstacles in healthy and pathological populations. Study 1 examined general issues of normal ALAs, while study 2 related the timing and amplitude of segment motion with mechanical work by hip and knee flexor muscles. Studies 3 and 4, determined how impairments such as autosomal recessive cerebellar ataxia type-1 (ARCA-1) and a previous stroke respectively affect locomotor control. In healthy adults, phasing differences between adjacent segments were shown to be correlated to characteristics of the plane formed by the segment elevation angles and these phase differences changed systematically with increasing obstacle height. It was proposed that the CNS adjusts a basic locomotor pattern for environmental constraints by manipulating elevation angle phase differences between adjacent segments as well as elevation angle amplitudes. The follow-up study determined that as higher obstacles were cleared, leading limb thigh phase lead and trailing limb shank phase lag increased. The work done by the hip and knee flexor muscles influenced thigh elevation differently in the leading and trailing limbs and it was concluded that these muscles do not have simple specific roles in elevating and progressing the lower limb during locomotion. Instead, these muscle powers may result from elevation angle waveform control dynamics. When observing coordination in the ARCA-1 and stroke participants, plotted segmental elevation angle trajectories continued to covary on a plane. In the ARCA-1 participants, a larger phase difference between the thigh and shank segments was suggested to be a voluntary control mechanism to increase toe clearance over obstacles. In participants with a previous stroke, this phase difference was greater in the non-paretic limb which was interpreted as being necessary to elevate this limb in compensation for poor support by the paretic limb. The results of this thesis suggest mechanisms of segment elevation control to implement ALAs and highlights voluntary compensatory mechanisms in such control in pathological populations.

L’accident vasculaire cérébral (AVC) génère un taux d’invalidité chronique très élevé dans le monde. L’aphasie, soit la perte de l’aptitude à communiquer, figure parmi les déficits fréquemment observés. La stimulation cérébrale non invasive (NIBS) est utilisée en recherche comme outil d’investigation du fonctionnement cérébral et d’influence de la plasticité cérébrale, de là son intérêt thérapeutique en réadaptation post-AVC. Étant donné l’hétérogénéité des résultats, le choix des protocoles à adopter est controversé, de là l’intérêt d’individualiser l’approche selon les caractéristiques individuelles des participants. Ce projet vérifiait chez des participants avec aphasie (PAA) au stade chronique postAVC si l’individualisation de NIBS aurait un impact sur la plasticité et le langage. La première étude, vérifiait le fonctionnement cérébral des participants (avec ou sans aphasie) et leur plasticité induite par différents protocoles de NIBS (inhibiteur, excitateur, placebo sur le cortex moteur primaire M1 de l’hémisphère non lésé HNL) et a permis de montrer que l’intégrité des tissus épargnés du M1 de l’hémisphère lésé (HL), appelée réserve structurale (RS), doit être pris en compte lors du choix du protocole. La deuxième étude, portant sur le langage et la plasticité induite d’une intervention individualisée de NIBS du M1-HNL (déterminée par la présence ou l’absence d’une RS-HL) des PAA, a montré une tendance à l’amélioration fonctionnelle des PAA, associée à une augmentation de l’efficacité corticospinale du M1. La troisième étude vérifiait si l’ajout de NIBS individualisée à un traitement phonologique (TP) pourrait potentialiser les effets de ce dernier dans un cas d’anomie lexicale chronique. Elle a montré un meilleur maintien des améliorations de dénomination orale des items pratiqués, sans toutefois potentialiser l’efficacité du TP. La dénomination orale des items non pratiqués tendait à s’améliorer avec l’ajout de NIBS-excitatrice au TP. Cela semblait être associé à une augmentation de l'excitabilité corticospinale du M1-HNL, seulement observée avec la NIBS. / Stroke generates a very high rate of chronic disability worldwide. Aphasia, the loss of the ability to communicate, is one of the frequently observed deficits. Noninvasive brain stimulation (NIBS) is used in research as a tool for investigating brain function and influencing brain plasticity, hence its therapeutic value in post-stroke rehabilitation. Given the heterogeneity of the results, the choice of the protocol to use is controversial, hence the interest in individualizing the approach according to the participants’ individual characteristics. This project investigated in participants with aphasia (PWA) at chronic post-stroke whether the individualization of NIBS would impact plasticity and language. The first study, verifying the cerebral functioning of the participants (with or without aphasia) and their plasticity induced by different protocols of NIBS (inhibitor, excitator, sham on the primary motor cortex M1 of the unlesioned hemisphere UH), made it possible to show that the integrity of the spared tissue in M1 of the lesioned hemisphere (LH), called structural reserve (SR), must be taken into account when choosing the NIBS protocol. The second study, on language and plasticity induced by an individualized intervention of NIBS of UH-M1 (determined by the presence or absence of a SR-LH) of PWA, showed a trend in functional improvement of PWA, associated with an increase of M1 corticospinal efficacy. The third study, verifying whether the addition of an individualized NIBS to a phonological treatment (PT) could potentiate the effects of the latter in a case of chronic lexical anomia, showed better maintenance of improvements in oral naming of practiced items, without potentiating the efficacy of the PT. The oral naming of unpracticed items also seemed to have improved with the addition of excitatory-NIBS to the PT. This appeared to be associated with an increase in corticospinal excitability of UH-M1, only observed with NIBS

L'accident vasculaire cérébral (AVC) est une cause importante d'invalidité dans le monde. Parmi les déficiences sensorimotrices de l'AVC, l'hémiparésie spastique est la plus fréquente au membre supérieur et engendre une perte de force et de dextérité qui limite les activités quotidiennes des personnes atteintes. La stimulation magnétique transcrânienne (TMS) est un outil permettant d'étudier le fonctionnement cérébral après un AVC, plus particulièrement en termes de réorganisation bihémisphérique et la TMS répétée (rTMS) est une approche utilisée pour influencer la plasticité cérébrale. Étant donné l'hétérogénéité des lésions, les récents modèles de récupération post-AVC suggèrent que les interventions de neurostimulation non invasive soient adaptées à la lésion, plus particulièrement à la présence ou l'absence de substrat fonctionnel de l'hémisphère lésé (HL), appelé réserve structurale (RS). Le présent projet visait à déterminer si l'individualisation de l'approche en rTMS permettait d'induire une plasticité préférentielle selon la présence ou l'absence d'une RS. La première étude vérifiait d'abord les différences de fonctionnement neurophysiologiques entre les participants avec RS, sans RS et contrôles. La deuxième étude investiguait la plasticité induite par trois protocoles de rTMS (inhibiteur, excitateur et placebo) appliqués sur le M1 non-lésé et a montré que l'intégrité de l'hémisphère lésé avait un impact sur les effets induits et devrait donc être prise en compte pour le choix d'un protocole appliqué à plus long terme. La troisième étude avait comme objectif d'individualiser une approche en neurostimulation pour l'amélioration de la fonction du membre supérieur chez un participant au stade chronique post-AVC. Cette dernière étude a montré que l'inhibition de l'hémisphère non-lésé par rTMS induisait une plasticité à l'origine d'améliorations motrices dans le cas où il y a suffisamment de tissu fonctionnel du côté lésé. / Stroke is a major cause of disability worldwide. Among the sensorimotor impairments following a stroke, spastic hemiparesis is the most common in the upper limb and results in a loss of strength and dexterity that limits the daily life of those affected. Transcranial magnetic stimulation (TMS) is used to study brain function after a stroke, specifically in terms of bihemispheric reorganization, and repeated TMS (rTMS) is an approach used to influence brain plasticity. Given the heterogeneity of lesions, recent models of post-stroke recovery suggest that noninvasive brain stimulation (NIBS) should be tailored to the lesion, specifically to the functional substrate in the lesioned hemisphere, called structural reserve (SR). The present project aimed to determine whether individualizing rTMS approach would induce preferential plasticity according to the presence or absence of SR in the lesioned hemisphere. The first study tested the neurophysiological differences between participants with and without SR as well as in control subjects. The second study investigated the plasticity induced by three rTMS protocols (inhibitory, excitatory and sham) applied on the unlesioned M1 and showed that the integrity of the injured hemisphere had an impact on the effects induced and should therefore be taken into account for the choice of a long-term intervention. The third study aimed to individualize a rTMS approach for the improvement of upper limb function in a chronic post-stroke participant. This last study showed that inhibition of the unlesioned hemisphere by rTMS induced plasticity leading to motor improvements in presence of functional tissue in the lesioned hemisphere (SR).